BR112012020846B1 - Method and apparatus for producing carbon black - Google Patents

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Frederick H. Rumpf
Yakov E. Kutsovsky
Charles A. Natalie
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Abstract

MÉTODOS PARA PRODUÇÃO DE NEGRO DE FUMO UTILIZANDO CARGA DE ALIMENTAÇÃO PRÉ- AQUECIDA E APARELHO PARA A MESMA. Métodos para produção de negro de fumo são fornecidos os quais empregam carga de alimentação em temperatura alta, as temperaturas excedendo cerca de 300°C com controle de incrustação. Um aparelho para produção de negro de fumo também é provido de acordo com esses métodos.METHODS FOR THE PRODUCTION OF TOBACCO BLACK USING PREHEATED SUPPLY LOAD AND APPARATUS FOR THE SAME. Methods for producing carbon black are provided which employ high temperature feed loading, temperatures exceeding about 300°C with fouling control. An apparatus for producing carbon black is also provided in accordance with these methods.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

O presente pedido reivindica o benefício de acordo com 35 U.S.C. §119(e) do Pedido de Patente Provisional US número 61/306.092, depositado em 19 de fevereiro de 2010, que é incorporado ao presente documento na íntegra a título de referência.The present application claims the benefit of 35 U.S.C. §119(e) of US Provisional Patent Application No. 61/306,092, filed February 19, 2010, which is incorporated herein by reference in its entirety.

A presente invenção se refere aos métodos para a produção de negro de fumo utilizando carga de alimentação pré-aquecida com controle de incrustação. A presente invenção também se refere a um aparelho para produção de negro de fumo utilizando carga de alimentação pré-aquecida com controle de incrustação. A presente invenção também se refere ao negro de fumo resultante dos processos da presente invenção.The present invention relates to methods for producing carbon black using preheated feedstock with fouling control. The present invention also relates to an apparatus for producing carbon black using preheated feedstock with fouling control. The present invention also relates to carbon black resulting from the processes of the present invention.

Negros de fumo são amplamente utilizados, por exemplo, como pigmentos em composições de tinta, tintas e similares, como cargas e pigmentos de reforço na composição e preparação de composições de borracha e composições de plástico, e para uma variedade de outras aplicações. Negros de fumo são genericamente produzidos em um reator do tipo forno por reagir uma carga de alimentação de hidrocarboneto com gases de combustão quentes para produzir produtos de combustão contendo negro de fumo em partículas. Na literatura de negro de fumo, essa reação entre os gases de combustão e a carga de alimentação de hidrocarboneto é genericamente mencionada como pirólise.Carbon blacks are widely used, for example, as pigments in paint compositions, inks and the like, as fillers and reinforcing pigments in the composition and preparation of rubber compositions and plastic compositions, and for a variety of other applications. Carbon blacks are generally produced in a furnace-type reactor by reacting a hydrocarbon feedstock with hot flue gases to produce combustion products containing particulate carbon black. In the carbon black literature, this reaction between the flue gases and the hydrocarbon feedstock is generically referred to as pyrolysis.

Uma variedade de métodos para a produção de negros de fumo é genericamente conhecida. Em um tipo de reator de forno de negro de fumo, como mostrado na Patente US número 3.401.020 de Kester e outros ou Patente US número 2.785.964 de Pollock, um combustível, como combustível hidrocarbonáceo, e um oxidante, como ar, são injetados em uma primeira zona e reagem para formar gases de combustão quentes. Uma carga de alimentação hidrocarbonácea em forma gasosa, vapor ou líquida também é injetada na primeira zona após início da reação da carga de alimentação hidrocarbonácea. A mistura de gás de combustão resultante, na qual a reação está ocorrendo, passa então para dentro de uma zona de reação onde ocorre a conclusão da reação que forma negro de fumo. Em outro tipo de reator de forno de negro de fumo, um combustível líquido ou gasoso é reagido com um oxidante, como ar, na primeira zona para formar gases de combustão quentes. Esses gases de combustão quentes passam da primeira zona, à jusante através do reator, para dentro de uma zona de reação e além. Para produzir negros de fumo, uma carga de alimentação hidrocarbonácea é injetada em um ou mais pontos no percurso da corrente de gás de combustão quente. Genericamente a carga de alimentação hidrocarbonácea é um óleo de hidrocarboneto ou gás natural. A primeira zona (ou combustão) e a zona de reação podem ser divididas por um estrangulador ou zona de diâmetro limitado que é menor em seção transversal do que a zona de combustão ou a zona de reação. A carga de alimentação pode ser injetada na trajetória dos gases de combustão quentes à montante de, à jusante de, e/ou na zona de diâmetro limitado. A carga de alimentação de hidrocarboneto pode ser introduzida em forma atomizada e/ou não atomizada, de dentro da corrente de gás de combustão e/ou a partir do exterior da corrente de gás de combustão. Reatores de forno de negro de fumo desse tipo são mostrados, por exemplo, na Patente de reedição US número 28.974, para Morgan e outros, e Patente US números 3.922.335 para Jordan e outros.A variety of methods for producing carbon blacks are generally known. In one type of carbon black furnace reactor, as shown in US Patent Number 3,401,020 to Kester et al. or US Patent Number 2,785,964 to Pollock, a fuel, such as hydrocarbon fuel, and an oxidant, such as air, are injected into a first zone and react to form hot combustion gases. A hydrocarbon feedstock in gaseous, vapor or liquid form is also injected into the first zone after the reaction of the hydrocarbon feedstock begins. The resulting flue gas mixture, in which the reaction is taking place, then passes into a reaction zone where completion of the reaction takes place to form carbon black. In another type of carbon black furnace reactor, a liquid or gaseous fuel is reacted with an oxidant, such as air, in the first zone to form hot combustion gases. These hot combustion gases pass from the first zone, downstream through the reactor, into a reaction zone and beyond. To produce carbon blacks, a hydrocarbonaceous feedstock is injected at one or more points in the path of the hot flue gas stream. Generally, the hydrocarbon feedstock is a hydrocarbon oil or natural gas. The first (or combustion) zone and the reaction zone may be divided by a throttle or zone of limited diameter that is smaller in cross-section than the combustion zone or reaction zone. The feed charge may be injected into the hot flue gas path upstream of, downstream of, and/or into the limited diameter zone. The hydrocarbon feedstock may be introduced in atomized and/or non-atomized form from within the flue gas stream and/or from outside the flue gas stream. Carbon black furnace reactors of this type are shown, for example, in reissue US Patent number 28,974 to Morgan et al. and US Patent numbers 3,922,335 to Jordan et al.

Em processos e reatores genericamente conhecidos, os gases de combustão quentes estão em uma temperatura suficiente para efetuar a reação da carga de alimentação hidrocarbonácea injetada na corrente de gás de combustão. Em um tipo de reator, como a patente US número 3.401.020 de Kester e outros, acima indicada, carga de alimentação é injetada em um ou mais pontos, na mesma zona onde gases de combustão estão sendo formados. Em processos ou reatores de outro tipo, a injeção da carga de alimentação ocorre, em um ou mais pontos, após a corrente de gás de combustão ter sido formada. A mistura de carga de alimentação e gases de combustão na qual a reação está ocorrendo é às vezes mencionada a seguir, em todo o pedido, como “a corrente de reação”. O tempo de permanência da corrente de reação na zona de reação do reator é suficiente para permitir a formação de negros de fumo desejados. Em qualquer tipo de reator, uma vez que a corrente de gás de combustão quente está fluindo para baixo através do reator, a reação ocorre à medida que a mistura de carga de alimentação e gases de combustão passam através da zona de reação. Após negros de fumo que apresentam as propriedades desejadas serem formados, a temperatura da corrente de reação é diminuída para uma temperatura de tal modo que a reação seja parada, e o produto de negro de fumo possa ser recuperado.In generally known processes and reactors, the hot flue gases are at a temperature sufficient to effect the reaction of the hydrocarbon feedstock injected into the flue gas stream. In one type of reactor, such as US patent number 3,401,020 to Kester et al., above, feedstock is injected at one or more points in the same zone where flue gases are being formed. In processes or reactors of another type, injection of the feedstock takes place, at one or more points, after the flue gas stream has been formed. The mixture of feedstock and flue gases in which the reaction is taking place is sometimes referred to below throughout the order as “the reaction stream”. The residence time of the reaction current in the reaction zone of the reactor is sufficient to allow the formation of the desired carbon blacks. In any type of reactor, once the hot flue gas stream is flowing down through the reactor, the reaction takes place as the mixture of feedstock and flue gases passes through the reaction zone. After carbon blacks having the desired properties are formed, the temperature of the reaction stream is lowered to a temperature such that the reaction is stopped, and the carbon black product can be recovered.

Outras patentes, como Patentes US números 3.922.335 de Jordan e outros; 4.826.669 de Casperson; 6.348.181 de Morgan; e 6.926.877 de Green, também mostram os processos para a produção de negro de fumo, incluindo temperaturas de carga de alimentação. Temperaturas de carga de alimentação típicas no ponto de entrada no reator, como mostrado na Patente US número 4.826.669, podem variar, por exemplo, de 250°F a 500°F (121°C a 260°C).Other patents such as US Patent Numbers 3,922,335 to Jordan and others; 4,826,669 to Casperson; 6,348,181 to Morgan; and 6,926,877 to Green, also show the processes for producing carbon black, including feedstock temperatures. Typical feed load temperatures at the point of entry to the reactor, as shown in US Patent Number 4,826,669, can range, for example, from 250°F to 500°F (121°C to 260°C).

Os presentes pesquisadores reconheceram que temperaturas de carga de alimentação hidrocarbonácea na produção de negro de fumo que se aproximam ou excedem aproximadamente 300°C no ponto, ou antes, do ponto de entrada no reator criariam um risco elevado de níveis disruptivos de incrustação termicamente induzidos das tubulações de fornecimento de carga de alimentação e equipamento. Além disso, os presentes pesquisadores acreditam que métodos e sistemas para produção de negro de fumo que podem tolerar tais cargas de alimentação quentes não foram anteriormente desenvolvidos, nem apresentam os benefícios possíveis de utilização de operação da carga de alimentação quente como anteriormente sendo totalmente realizados ou obteníveis, até o desenvolvimento dos presentes métodos e disposições para a produção de negro de fumo.The present researchers recognized that hydrocarbon feedstock temperatures in carbon black production approaching or exceeding approximately 300°C at or before the point of entry into the reactor would create a heightened risk of disruptive thermally induced fouling levels from the reactors. power supply and equipment supply pipelines. Furthermore, the present researchers believe that methods and systems for producing carbon black that can tolerate such hot feedstocks have not been previously developed, nor do they present the possible benefits of utilizing hot feedload operation as previously being fully realized or obtainable, until the development of the present methods and arrangements for producing carbon black.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃOSUMMARY OF THE PRESENT INVENTION

Por conseguinte, uma característica da presente invenção é fornecer temperaturas de pré-aquecimento de carga de alimentação aumentadas na produção de negro de fumo com controle de incrustação termicamente induzida das tubulações de carga de alimentação nas temperaturas de carga de alimentação aumentadas.Therefore, a feature of the present invention is to provide increased feedstock preheat temperatures in carbon black production with control of thermally induced fouling of the feedstock pipelines at the increased feedstock temperatures.

Características e vantagens adicionais da presente invenção serão expostas em parte na descrição que segue, e em parte serão evidentes a partir da descrição, ou podem ser aprendidas por prática da presente invenção. Os objetivos e outras vantagens da presente invenção serão realizados e obtidos por meio dos elementos e combinações particularmente indicados na descrição e reivindicações apensas.Additional features and advantages of the present invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will be apparent from the description, or may be learned by practice of the present invention. The objects and other advantages of the present invention will be realized and obtained by means of the elements and combinations particularly indicated in the description and appended claims.

Para obter essas e outras vantagens e de acordo com as finalidades da presente invenção, como incorporado e amplamente descrito aqui, a presente invenção se refere, em parte a um método para produzir negro de fumo incluindo pré-aquecer carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C para fornecer carga de alimentação rendendo negro de fumo pré- aquecida nessa faixa de temperatura. A carga de alimentação pode ser aquecida a uma temperatura de pelo menos 450°C, ou de aproximadamente 360°C a aproximadamente 850°C, ou outras temperaturas que excedem 300°C. A carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecido pode ser fornecida pelo menos em uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação para pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação para o reator. A carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida é introduzida através de pelo menos um ponto de introdução no reator para combinar com uma corrente(s) de gás aquecido para formar uma corrente de reação no qual negro de fumo é formado no reator. O negro de fumo na corrente de reação pode ser resfriado bruscamente para recuperação. O presente método inclui uma ou mais abordagens para diminuir o risco de incrustação termicamente induzida pelas tubulações de fornecimento de carga de alimentação na temperatura aumentada de carga de alimentação. Essas abordagens podem minimizar formação de incrustação (por exemplo, reduzir depósito de coque), remoção de depósitos superficiais de incrustação (por exemplo, aumento de remoção de coque) ou uma combinação de ambos, nas paredes internas da linha ou tubulações de fornecimento de carga de alimentação para manter as tubulações de fornecimento de carga de alimentação em condição operável enquanto transporta a carga de alimentação pré-aquecida para o reator. Essas abordagens de controle de incrustação podem incluir uma ou mais (ou qualquer combinação) de: - alimentação da carga de alimentação rendendo negro de fumo em uma velocidade de pelo menos aproximadamente 0,2 m/s (ou, por exemplo, pelo menos aproximadamente 1 m/s, ou pelo menos aproximadamente 1,1 m/s, ou pelo menos aproximadamente 1,6 m/s, ou pelo menos aproximadamente 2 m/s, ou outras velocidades maiores do que aproximadamente 0,2 m/s) através de pelo menos um aquecedor que aquece a carga de alimentação rendendo negro de fumo para obter pré-aquecimento. - pressurização da carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão maior do que aproximadamente 1.000 kPa antes de entrar pelo menos em um aquecedor para pré-aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo (ou, por exemplo, maior do que aproximadamente 2.000 kPa, ou maior do que aproximadamente 3.000 kPa, ou maior do que aproximadamente 4.000 kPa, ou de aproximadamente 2.000 a aproximadamente 18.000 kPa, ou de aproximadamente 3.000 a aproximadamente 18.000 kPa, ou outras pressões maiores do que aproximadamente 1.000 kPa), - fornecimento de um tempo de permanência de carga de alimentação total da carga de alimentação rendendo negro de fumo pelo menos em um aquecedor para pré-aquecimento e a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida na tubulação de fornecimento de carga de alimentação antes da introdução no reator menor do que aproximadamente 120 minutos (ou, por exemplo, de aproximadamente 1 s a aproximadamente 120 minutos, ou aproximadamente 1 a aproximadamente 60 minutos, ou outros tempos de permanência menores do que aproximadamente 120 minutos), - pré-aquecimento da carga de alimentação pelo menos em um aquecedor que opera em um fluxo de calor médio (de superfície interna de tubo) maior do que aproximadamente 10 kW/m2 (ou, por exemplo, maior do que aproximadamente 20 kW/m2, ou de aproximadamente 20 a aproximadamente 200 kW/m2, ou outros fluxos médios de calor maiores do que aproximadamente 10 kW/m2), - fornecimento de uma superfície não catalítica a craqueamento térmico ou polimerização de hidrocarbonetos nas paredes internas contatando a carga de alimentação da tubulação de fornecimento de carga de alimentação, - fornecimento periódico de pelo menos um gás de purga (por exemplo, vapor, ar, oxigênio, CO2) incluindo um oxidante para carbono, através da tubulação de fornecimento de carga de alimentação ou quaisquer combinações dos mesmos.To obtain these and other advantages and in accordance with the purposes of the present invention, as incorporated and broadly described herein, the present invention relates, in part, to a method of producing carbon black including preheating a feedstock yielding carbon black at a temperature greater than approximately 300°C to provide feedstock yielding preheated carbon black in this temperature range. The feed load may be heated to a temperature of at least 450°C, or from approximately 360°C to approximately 850°C, or other temperatures exceeding 300°C. The feedstock yielding preheated carbon black may be supplied from at least one feedstock supply pipeline to at least one feedload introduction point to the reactor. The feedstock yielding preheated carbon black is introduced through at least one introduction point into the reactor to combine with a stream(s) of heated gas to form a reaction stream in which carbon black is formed in the reactor. Carbon black in the reaction stream can be quenched for recovery. The present method includes one or more approaches to lessening the risk of thermally induced fouling of the feedstock supply pipes at the increased feedload temperature. These approaches can minimize scale formation (e.g., reduce coke deposits), remove surface scale deposits (e.g., increase coke removal), or a combination of both, on the inner walls of the line or load supply pipes. of feedstock to keep the feedstock supply lines in operable condition while transporting the preheated feedstock to the reactor. These fouling control approaches may include one or more (or any combination) of: - feeding the feedstock yielding carbon black at a speed of at least approximately 0.2 m/sec (or, for example, at least approximately 1 m/s, or at least approximately 1.1 m/s, or at least approximately 1.6 m/s, or at least approximately 2 m/s, or other speeds greater than approximately 0.2 m/s) through at least one heater that heats the feedstock yielding carbon black to obtain preheat. - pressurizing the feedstock yielding carbon black to a pressure greater than approximately 1000 kPa before entering at least one heater to preheat the feedstock yielding carbon black (or, for example, greater than approximately 2000 kPa, or greater than approximately 3,000 kPa, or greater than approximately 4,000 kPa, or from approximately 2,000 to approximately 18,000 kPa, or from approximately 3,000 to approximately 18,000 kPa, or other pressures greater than approximately 1,000 kPa), - supply of a total feed charge residence time of the feed charge yielding carbon black in at least one heater for preheating and the feed charge yielding carbon black preheated in the feed charge supply piping prior to introduction into the reactor less than approximately 120 minutes (or, for example, from approximately 1 s to approximately 120 minutes, or approximately 1 to approximately 60 minutes, or other dwell times shorter than approximately 120 minutes), - preheat the feed load in at least one heater operating at an average heat flux (from inner tube surface) greater than approximately 10 kW/m2 (or, for example, greater than approximately 20 kW/m2, or from approximately 20 to approximately 200 kW/m2, or other average heat fluxes greater than approximately 10 kW/m2), - providing a surface non-catalytic to thermal cracking or hydrocarbon polymerization in the inner walls contacting the feed load of the feed load supply piping, - periodic supply of at least one purge gas (e.g. steam, air, oxygen, CO2) including a oxidizer to carbon, through the feed load supply piping or any combination thereof.

O controle de incrustação fornecido pela presente invenção pode permitir pelo menos uma porção do pré- aquecimento da carga de alimentação seja realizada por aquecer a carga de alimentação com calor gerado pelo reator nas temperaturas de reação elevadas. As condições de pré- aquecimento de carga de alimentação e desenhos tornados exeqüíveis pela presente invenção podem fornecer vantagens e benefícios, como, por exemplo, recuperação aperfeiçoada de energia, economia em custos de matéria prima, aumentos em quantidades de negro de fumo, redução de emissões de dióxido de carbono, redução em emissões de SOx e/ou NOx, produção estável ou contínua de negro de fumo por durações de tempo industrialmente úteis em condições elevadas de temperatura de carga de alimentação, ou quaisquer combinações dos mesmos. O processo da presente invenção pode ser considerado um processo “mais verde” em comparação com processos convencionais devido a uma ou mais dessas vantagens ambientais mencionadas aqui.The fouling control provided by the present invention may allow at least a portion of the feedstock preheating to be accomplished by heating the feedstock with reactor generated heat at elevated reaction temperatures. The feedstock preheat conditions and designs made feasible by the present invention can provide advantages and benefits, such as, for example, improved energy recovery, savings in raw material costs, increases in carbon black amounts, reduction in carbon dioxide emissions, reduction in SOx and/or NOx emissions, stable or continuous production of carbon black for industrially useful durations of time at elevated feed load temperature conditions, or any combination thereof. The process of the present invention can be considered a "greener" process compared to conventional processes due to one or more of these environmental advantages mentioned herein.

A presente invenção também se refere a um aparelho para realizar métodos, como os descritos acima. O aparelho inclui pelo menos um reator para combinar uma corrente de gás aquecido e pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo em temperatura elevada para formar uma corrente de reação no qual negro de fumo é formado no reator. Também é incluído pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação com incrustação controlada para fornecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação no reator para combinar a carga de alimentação com a corrente de gás aquecido, e pelo menos um aquecedor de carga de alimentação operável para pré-aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo fornecido pelo menos em uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C. O aparelho inclui ainda pelo menos uma bomba a) operável para pressurizar a carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão maior do que aproximadamente 1.000 kPa antes da carga de alimentação ser pré-aquecida a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C, ou b) fornecer uma velocidade de carga de alimentação através de pelo menos um aquecedor de carga de alimentação que pré- aquece a carga de alimentação rendendo negro de fumo de pelo menos aproximadamente 0,2 m/s, ou c) ambos. Um resfriador brusco para resfriar o negro de fumo na corrente de reação pode ser incluído. O reator é operável para fornecer um tempo de permanência de carga de alimentação pelo menos em um aquecedor de carga de alimentação e pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação antes da introdução no reator para a carga de alimentação pré-aquecida a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C que é menor do que aproximadamente 120 minutos. Pelo menos uma porção do pré-aquecimento de carga de alimentação pode ser realizado no aparelho, por exemplo, por aquecer direta ou indiretamente a carga de alimentação com calor exotérmico gerado por ou no reator. O aparelho pode ter o aquecedor de carga de alimentação disposto, por exemplo, no reator na corrente de reação, disposto em contato com uma parede aquecida do reator, disposto em contato com gás residual de reator, disposto fora do reator para permutar calor com fluido aquecido recebido de um trocador de calor localizado no reator, ou qualquer combinação desses arranjos utilizando uma ou mais tubulações de fornecimento de carga de alimentação. O aquecedor de carga de alimentação pode ser um ou mais aquecedores queimados com gás residual (de reatores de negro de fumo iguais e/ou diferentes) ou qualquer combustível baseado em hidrocarboneto, e/ou pode ser um aquecedor elétrico.The present invention also relates to an apparatus for carrying out methods such as those described above. The apparatus includes at least one reactor for combining a stream of heated gas and at least one feed charge yielding high temperature carbon black to form a reaction stream in which carbon black is formed in the reactor. Also included is at least one controlled fouling feed charge supply pipeline to supply the feed charge yielding carbon black to at least one feed charge introduction point in the reactor to match the feed charge with the gas stream. heated, and at least one feedstock heater operable to preheat the feedstock yielding carbon black supplied to at least one feedstock supply pipeline at a temperature greater than approximately 300°C. The apparatus further includes at least one pump a) operable to pressurize the feedstock yielding carbon black at a pressure greater than approximately 1000 kPa before the feedstock is preheated to a temperature greater than approximately 300°C, or b) providing a feed charge velocity through at least one feed charge heater which preheats the feed charge yielding carbon black of at least approximately 0.2 m/sec, or c) both. A blast chiller to cool the carbon black in the reaction stream may be included. The reactor is operable to provide a feed charge dwell time in at least one feed charge heater and at least one feed charge supply pipeline prior to introduction into the reactor to the feed charge preheated to a temperature greater than approximately 300°C which is less than approximately 120 minutes. At least a portion of the feedstock preheating may be performed in the apparatus, for example, by directly or indirectly heating the feedstock with exothermic heat generated by or in the reactor. The apparatus may have the feed charge heater arranged, for example, in the reactor in the reaction stream, arranged in contact with a heated reactor wall, arranged in contact with reactor tail gas, arranged outside the reactor to exchange heat with fluid. heat received from a heat exchanger located in the reactor, or any combination of these arrangements using one or more feed load supply pipes. The feed load heater may be one or more waste gas fired heaters (from the same and/or different carbon black reactors) or any hydrocarbon based fuel, and/or may be an electric heater.

Para fins da presente invenção, a “tubulação de fornecimento” ou “pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação” pode ser qualquer conduto, tubo, tubagem de trocador de calor, canal de trocador de calor, ou outra estrutura apropriada para transporte de carga de alimentação de vapor ou líquido, ou combinações dos mesmos, através dos quais a carga de alimentação é transportada para o reator na temperatura pré-aquecida. A “tubulação de fornecimento” pode ser de qualquer diâmetro e/ou comprimento. Por exemplo, se carga de alimentação for pré- aquecida a uma temperatura de 300°C durante passagem através de tubagem ou bobinas de um trocador de calor e então é alimentada do trocador de calor para o reator via tubulação separada, a “pelo menos uma tubulação de fornecimento” incluiria a porção da tubagem de trocador de calor que estende entre o local ao longo da tubagem dentro do trocador de calor no qual a temperatura de carga de alimentação atingiu 300°C e a extremidade de descarga da tubagem de trocador de calor, e também a tubulação após o trocador de calor através da qual a carga de alimentação pré-aquecida desloca para atingir o reator. “Controle”, com relação à coqueificação associada à carga de alimentação, se refere à pelo menos reduzir (ou evitar ou diminuir) o nível de coqueificação que ocorre sem a(s) etapa(s) preventiva(s).For purposes of the present invention, the "supply pipeline" or "at least one feed load supply pipeline" may be any conduit, tube, heat exchanger pipeline, heat exchanger channel, or other structure suitable for transport. of steam or liquid feedstock, or combinations thereof, through which the feedstock is transported to the reactor at the preheated temperature. The “supply pipe” can be of any diameter and/or length. For example, if feedstock is preheated to a temperature of 300°C while passing through the piping or coils of a heat exchanger and is then fed from the heat exchanger to the reactor via separate piping, at “at least one supply piping” would include the portion of the heat exchanger piping extending between the location along the piping within the heat exchanger at which the feed loading temperature has reached 300°C and the discharge end of the heat exchanger piping , and also the piping after the heat exchanger through which the preheated feed load travels to reach the reactor. “Control”, with respect to coking associated with the feed load, refers to at least reducing (or avoiding or decreasing) the level of coking that occurs without the preventive step(s).

Deve ser entendido que tanto a descrição geral acima como a descrição detalhada que segue são exemplares e explanatórias somente e pretendem fornecer uma explicação adicional da presente invenção, como reivindicado.It is to be understood that both the above general description and the detailed description that follows are exemplary and explanatory only and are intended to provide a further explanation of the present invention as claimed.

Os desenhos em anexo, que são incorporados e constituem uma parte desse pedido, ilustram aspectos da presente invenção e juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da presente invenção. Identificadores de numeral similares utilizados nas figuras se referem a aspectos similares.The accompanying drawings, which are incorporated into and form a part of this application, illustrate aspects of the present invention and together with the description, serve to explain the principles of the present invention. Similar numeral identifiers used in the figures refer to similar aspects.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

A figura 1 é um diagrama esquemático de uma porção de um tipo de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo. Esse reator de negro de fumo é somente ilustrativo dos reatores que podem ser utilizados na presente invenção.Figure 1 is a schematic diagram of a portion of a type of furnace carbon black reactor that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks. This carbon black reactor is only illustrative of reactors that may be used in the present invention.

A figura 2 é um diagrama esquemático de uma porção de outro tipo de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo. Esse reator de negro de fumo é somente ilustrativo dos reatores que podem ser utilizados na presente invenção.Figure 2 is a schematic diagram of a portion of another type of furnace carbon black reactor that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks. This carbon black reactor is only illustrative of reactors that may be used in the present invention.

A figura 3 é um diagrama esquemático de uma porção ainda de outro modo tipo reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo. Esse reator de negro de fumo é somente ilustrativo dos reatores que podem ser utilizados na presente invenção.Figure 3 is a schematic diagram of a still otherwise reactor-type furnace carbon black portion that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks. This carbon black reactor is only illustrative of reactors that may be used in the present invention.

A figura 4 é um diagrama esquemático de uma porção de um tipo adicional de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo. Esse reator de negro de fumo é somente ilustrativo dos reatores que podem ser utilizados na presente invenção.Figure 4 is a schematic diagram of a portion of an additional type of furnace carbon black reactor that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks. This carbon black reactor is only illustrative of reactors that may be used in the present invention.

A figura 5 é um diagrama esquemático de um esquema de processo que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo. Esse esquema de reator de negro de fumo é utilizado nos exemplos, porém é somente ilustrativo dos reatores que podem ser utilizados na presente invenção.Figure 5 is a schematic diagram of a process scheme that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks. This carbon black reactor scheme is used in the examples, but is only illustrative of the reactors that may be used in the present invention.

A figura 6 é um gráfico de capacidade de calor de carga de alimentação (kJoule/kg.°C) em relação à temperatura de carga de alimentação (°C) utilizada para cálculos de economia de matéria prima em modelagem descrita nos exemplos.Figure 6 is a graph of feed load heat capacity (kJoule/kg.°C) versus feed load temperature (°C) used for raw material savings calculations in modeling described in the examples.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION

A presente invenção se refere ao uso de temperaturas de pré-aquecimento de carga de alimentação aumentadas maiores do que aproximadamente 300°C na produção de negro de fumo não impedida por problemas de incrustação da carga de alimentação. A presente invenção pode ser aplicável à produção de negro de fumo em escala industrial, ou outras escalas de produção.The present invention relates to the use of increased feedstock preheat temperatures greater than approximately 300°C in producing carbon black unimpeded by feedstock fouling problems. The present invention may be applicable to the production of carbon black on an industrial scale, or other production scales.

A presente invenção se refere em parte a um método para produzir negro de fumo. O método pode incluir introduzir uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo. O método inclui ainda fornecer pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tendo uma primeira temperatura abaixo da temperatura de pré- aquecimento a ser obtida, como abaixo de 300°C ou abaixo de 275°C (por exemplo, de 40°C a 274°C, de 50°C a 270°C, de 70°C a 250°C, de 60°C a 200°C, de 70°C a 150°C, e similares) a pelo menos um aquecedor (por exemplo, pelo menos dois aquecedores, pelo menos três aquecedores, e similares onde os aquecedores podem ser iguais ou diferentes entre si). A temperatura da carga de alimentação que entra pelo menos um aquecedor está abaixo da temperatura ou faixa de temperatura de pré-aquecimento alvejada. A carga de alimentação antes de ser pré-aquecida pode deslocar como opção, em uma primeira velocidade de pelo menos aproximadamente 0,2 m/s (por exemplo, pelo menos aproximadamente 0,4 m/s, pelo menos aproximadamente 0,6 m/s, pelo menos aproximadamente 0,8 m/s, pelo menos aproximadamente 1 m/s, pelo menos aproximadamente 1,1 m/s, pelo menos aproximadamente 1,6 m/s, como de 0,2 m/s a 4 m/s, de 1,1 a 3 m/s e similar). Outras velocidades podem ser utilizadas com a condição de que outras condições de processamento sejam selecionadas para controlar incrustação e/ou coqueificação no(s) aquecedor(es) e tubulações de fornecimento para o reator.The present invention relates in part to a method for producing carbon black. The method may include introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor. The method further includes providing at least one feedstock yielding carbon black having a first temperature below the preheat temperature to be achieved, such as below 300°C or below 275°C (e.g., 40°C). at 274°C, from 50°C to 270°C, from 70°C to 250°C, from 60°C to 200°C, from 70°C to 150°C, and the like) to at least one heater ( for example, at least two heaters, at least three heaters, and the like where the heaters may be the same or different from each other). The temperature of the power load entering at least one heater is below the target preheat temperature or temperature range. The feed load before being preheated can optionally travel at a first speed of at least approximately 0.2 m/s (for example, at least approximately 0.4 m/s, at least approximately 0.6 m /s, at least approximately 0.8 m/s, at least approximately 1 m/s, at least approximately 1.1 m/s, at least approximately 1.6 m/s, such as from 0.2 m/s at 4 m/s, from 1.1 to 3 m/s and the like). Other speeds may be used provided that other processing conditions are selected to control fouling and/or coking in the heater(s) and supply lines to the reactor.

O método inclui pré-aquecer pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pelo menos em um aquecedor a uma segunda temperatura maior do que aproximadamente 300°C (por exemplo, pelo menos 350°C, pelo menos 360°C, pelo menos 400°C, pelo menos 450°C, pelo menos 500°C, como 300°C a 850°C, ou de 360°C a 800°C, de 400°C a 750°C, de 450°C a 700°C e similar) para fornecer uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma velocidade pelo menos em um aquecedor que é pelo menos 0,2 m/s, onde a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm (101,33 kPa) e com base na área em seção transversal menor de uma tubulação de carga de alimentação presente pelo menos em um aquecedor. Uma vez que pode ser muito difícil medir a velocidade de uma carga de alimentação em tal temperatura elevada, para fins da presente invenção, a velocidade como mencionada no presente documento se baseia nessas condições de medição específica. Qualquer que seja o diâmetro menor ou área em seção transversal menor presente no aquecedor efetivo, essa área em seção transversal mínima é utilizada para determinar velocidade como mencionado no presente documento para fins da presente invenção. Muitos aquecedores têm o mesmo diâmetro em todo aquecedor, porém no evento de que vários diâmetros ou áreas em seção transversal estejam presentes no(s) aquecedor(es), essa condição é fornecida. A velocidade se baseia em área em seção transversal mínima. A velocidade efetiva através do aquecedor de carga de alimentação pode ser genericamente mais rápida do que a velocidade medida a 60°C em 1 atm (101,33 kPa).The method includes preheating at least one feedstock yielding carbon black in at least one heater to a second temperature greater than approximately 300°C (e.g., at least 350°C, at least 360°C, at least 400°C, at least 450°C, at least 500°C, such as 300°C to 850°C, or from 360°C to 800°C, from 400°C to 750°C, from 450°C to 700 °C and the like) to provide a preheated carbon black-yielding feedstock, where (a) at least one carbon black-yielding feedstock has a velocity at least in one heater that is at least 0.2 m/ s, where velocity is calculated based on a feed load density measured at 60°C at 1 atm (101.33 kPa) and based on the smallest cross-sectional area of a feed load pipeline present at least in a heater. Since it can be very difficult to measure the speed of a feed load at such an elevated temperature, for purposes of the present invention, the speed as mentioned herein is based on these specific measurement conditions. Whatever the smallest diameter or smallest cross-sectional area present in the effective heater, that minimum cross-sectional area is used to determine velocity as mentioned herein for purposes of the present invention. Many heaters have the same diameter across every heater, but in the event that multiple diameters or cross-sectional areas are present in the heater(s), this condition is met. Speed is based on minimum cross-sectional area. The effective velocity through the feed charge heater may be generally faster than the velocity measured at 60°C at 1 atm (101.33 kPa).

No método, a carga de alimentação rendendo negro de fumo pode ter um primeiro tempo de permanência de carga de alimentação no aquecedor menor do que aproximadamente 120 minutos (por exemplo, menor do que 100 minutos, menor do que 80 minutos, menor do que 60 minutos, menor do que 40 minutos, menor do que 30 minutos, menor do que 20 minutos, menor do que 10 minutos, como 1 segundo a 119 minutos, 5 segundos a 115 minutos, 10 segundos a 110 minutos, 30 segundos a 100 minutos, 1 minuto a 60 minutos, 5 minutos a 30 minutos e similares). Por exemplo, ao se referir às figuras, o primeiro tempo de permanência de carga de alimentação seria, por exemplo, o tempo que a carga de alimentação passa no aquecedor 19 na figura 1 ou aquecedor 22 na figura 2.In the method, the feed charge yielding carbon black may have a first feed charge dwell time in the heater of less than approximately 120 minutes (e.g., less than 100 minutes, less than 80 minutes, less than 60 minutes). minutes, less than 40 minutes, less than 30 minutes, less than 20 minutes, less than 10 minutes, such as 1 second to 119 minutes, 5 seconds to 115 minutes, 10 seconds to 110 minutes, 30 seconds to 100 minutes , 1 minute to 60 minutes, 5 minutes to 30 minutes and the like). For example, when referring to the figures, the first feed load dwell time would be, for example, the time that the feed load spends in heater 19 in Fig. 1 or heater 22 in Fig. 2.

O método pode incluir fornecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação para o reator de negro de fumo (por exemplo, pelo menos um ou dois ou três ou quatro pontos de introdução de carga de alimentação), onde a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida tem um segundo tempo de permanência de carga de alimentação medido ao sair do(s) aquecedor(es) até pouco antes do ponto de introdução no reator de negro de fumo menor do que aproximadamente 120 minutos (por exemplo, menor do que 100 minutos, menor do que 80 minutos, menor do que 60 minutos, menor do que 40 minutos, menor do que 30 minutos, menor do que 20 minutos, menor do que 10 minutos, como de 1 segundo a 119 minutos, de 5 segundos a 115 minutos, de 10 segundos a 110 minutos, de 30 segundos a 100 minutos, de 1 minuto a 60 minutos, de 5 minutos a 30 minutos e similar). O primeiro tempo de permanência de carga de alimentação e o segundo tempo de permanência de carga de alimentação combinados são preferivelmente 120 minutos ou menos (por exemplo, menor do que 100 minutos, menor do que 80 minutos, menor do que 60 minutos, menor do que 40 minutos, menor do que 30 minutos, menor do que 20 minutos, menor do que 10 minutos, como de 1 segundo a 119 minutos, de 5 segundos a 115 minutos, de 10 segundos a 110 minutos, de 30 segundos a 100 minutos, de 1 minuto a 60 minutos, de 5 minutos a 30 minutos e similar). Por exemplo, com referência às figuras, o segundo tempo de permanência de carga de alimentação seria, por exemplo, o tempo que a carga de alimentação sai do aquecedor 19 na figura 1 ou aquecedor 22 na figura 2 para o ponto de introdução no reator, mostrado como ponto de introdução 16 na figura 1 e figura 2. A combinação do primeiro tempo de permanência de carga de alimentação e segundo tempo de permanência de carga de alimentação seria o tempo de permanência de carga de alimentação total.The method may include supplying the feedstock yielding preheated carbon black to at least one feedstock introduction point to the carbon black reactor (e.g., at least one or two or three or four feedstock introduction points to the carbon black reactor). feed load), where the feed load yielding preheated carbon black has a second feed load dwell time measured from exiting the heater(s) to just before the point of introduction into the black reactor less than approximately 120 minutes (e.g. less than 100 minutes, less than 80 minutes, less than 60 minutes, less than 40 minutes, less than 30 minutes, less than 20 minutes, less than than 10 minutes, such as 1 second to 119 minutes, 5 seconds to 115 minutes, 10 seconds to 110 minutes, 30 seconds to 100 minutes, 1 minute to 60 minutes, 5 minutes to 30 minutes and the like). The first power load dwell time and the second power load dwell time combined are preferably 120 minutes or less (e.g. less than 100 minutes, less than 80 minutes, less than 60 minutes, less than than 40 minutes, less than 30 minutes, less than 20 minutes, less than 10 minutes, such as from 1 second to 119 minutes, from 5 seconds to 115 minutes, from 10 seconds to 110 minutes, from 30 seconds to 100 minutes , from 1 minute to 60 minutes, from 5 minutes to 30 minutes and similar). For example, with reference to the figures, the second feed load dwell time would be, for example, the time that the feed load leaves heater 19 in Fig. 1 or heater 22 in Fig. 2 to the point of introduction into the reactor, shown as entry point 16 in Figure 1 and Figure 2. The combination of the first power load dwell time and second power load dwell time would be the total power load dwell time.

O método pode incluir combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos um ponto(s) de introdução no reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação na qual negro de fumo é formado no reator de negro de fumo.The method may include combining the feedstock yielding preheated carbon black through at least one point(s) of introduction into the carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream in which carbon black is formed in the carbon black reactor.

O método pode incluir resfriamento brusco do negro de fumo na corrente de reação. Outras etapas pós- resfriamento brusco que são convencionais na fabricação de negro de fumo podem ser utilizadas nos métodos da presente invenção.The method may include quenching the carbon black in the reaction stream. Other post quench steps that are conventional in the manufacture of carbon black can be used in the methods of the present invention.

Como opção, se a tubulação de carga de alimentação para o aquecedor for aproximadamente a mesma seção transversal que a tubulação de fornecimento através do aquecedor, a carga de alimentação rendendo negro de fumo pode ter uma velocidade no(s) aquecedor(es) que é aproximadamente igual ou maior (por exemplo, pelo menos 1% maior, pelo menos 2% maior, pelo menos 3% maior, pelo menos 5% maior, pelo menos 7% maior, pelo menos 10% maior, pelo menos 100% maior, pelo menos 200% maior, como de 1% a 200% maior ou de 20% a 100% maior e similar) do que a primeira velocidade na entrada para o(s) aquecedor(es).Optionally, if the feed load piping to the heater is approximately the same cross section as the supply piping through the heater, the feed load yielding carbon black may have a velocity in the heater(s) that is approximately equal to or greater (e.g. at least 1% greater, at least 2% greater, at least 3% greater, at least 5% greater, at least 7% greater, at least 10% greater, at least 100% greater, at least 200% higher, such as 1% to 200% higher or 20% to 100% higher and similar) than the first speed inlet to the heater(s).

O método da presente invenção pode incluir pressurizar a(s) carga(s) de alimentação que fornece negro de fumo. O método pode incluir pressurizar ou utilizar uma pressão para a(s) carga(s) de alimentação que fornece negro de fumo de tal modo que o pré-aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo evita a formação de película de vapor pelo menos em um aquecedor, ou antes, de fornecer ao reator de negro de fumo. O método da presente invenção pode incluir pressurizar a(s) carga(s) de alimentação que fornece negro de fumo para ter uma pressão, por exemplo, maior do que aproximadamente 1.000 kPa antes de entrar pelo menos em um aquecedor que pré-aquece a carga de alimentação rendendo negro de fumo. Essa pressão pode ser pelo menos 1.500 kPa, pelo menos 2.000 kPa, pelo menos 3.000 kPa, pelo menos 4.000 kPa, como de 1.000 kPa a 18.000 kPa ou mais, de 1.500 kPa a 15.000 kPa, de 2.000 kPa a 12.500 kPa, de 2.500 kPa a 10.000 kPa.The method of the present invention may include pressurizing the feedstock(s) supplying carbon black. The method may include pressurizing or using pressure for the feedstock(s) supplying carbon black such that preheating the feedstock yielding carbon black prevents vapor film formation at least in a heater, or before supplying the reactor with carbon black. The method of the present invention may include pressurizing the feedstock(s) supplying carbon black to a pressure, for example, greater than approximately 1000 kPa before entering at least one heater that preheats the power load yielding carbon black. This pressure may be at least 1,500 kPa, at least 2,000 kPa, at least 3,000 kPa, at least 4,000 kPa, such as from 1,000 kPa to 18,000 kPa or more, from 1,500 kPa to 15,000 kPa, from 2,000 kPa to 12,500 kPa, from 2,500 kPa to 10,000 kPa.

Na presente invenção, um método para produzir negro de fumo pode incluir introduzir uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo. O método inclui ainda fornecer carga de alimentação rendendo negro de fumo tendo uma primeira temperatura abaixo da temperatura de carga de alimentação pré-aquecida alvo, como abaixo de 300°C ou abaixo de 275°C (por exemplo, de 40°C a 274°C, de 50°C a 270°C, de 70°C a 250°C, de 60°C a 200°C, de 70°C a 150°C e similar) para aquecedor(es) em uma primeira pressão maior do que 1.000 kPa. Essa pressão pode ser pelo menos 1.500 kPa, pelo menos 2.000 kPa, pelo menos 3.000 kPa, pelo menos 4.000 kPa, como 1.000 kPa a 18.000 kPa ou mais, de 1.500 kPa a 15.000 kPa, de 2.000 kPa a 12.500 kPa, de 2.500 kPa a 10.000 kPa.In the present invention, a method of producing carbon black may include introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor. The method further includes providing feedstock yielding carbon black having a first temperature below the target preheated feedstock temperature, such as below 300°C or below 275°C (e.g., from 40°C to 274°C). °C, from 50 °C to 270 °C, from 70 °C to 250 °C, from 60 °C to 200 °C, from 70 °C to 150 °C and similar) for heater(s) in a first pressure greater than 1000 kPa. This pressure can be at least 1,500 kPa, at least 2,000 kPa, at least 3,000 kPa, at least 4,000 kPa, such as 1,000 kPa to 18,000 kPa or more, 1,500 kPa to 15,000 kPa, 2,000 kPa to 12,500 kPa, 2,500 kPa at 10,000 kPa.

O método pode incluir pré-aquecer pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no(s) aquecedor(es), (por exemplo, pelo menos dois aquecedores, pelo menos três aquecedores, e similar, onde os aquecedores podem ser iguais ou diferentes entre si) a uma segunda temperatura maior do que aproximadamente 300°C (por exemplo, pelo menos 350°C, pelo menos 360°C, pelo menos 400°C, pelo menos 450°C, pelo menos 500°C, como 300°C a 850°C, ou 360°C a 800°C, de 400°C a 750°C, de 450°C a 700°C e similar) para fornecer uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) a carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma segunda pressão pelo menos em um aquecedor que é aproximadamente igual ou mais baixa (por exemplo, pelo menos 1% mais baixa, pelo menos 2% mais baixa, pelo menos 3% mais baixa, pelo menos 5% mais baixa, pelo menos 7% mais baixa, pelo menos 10% mais baixa, pelo menos 15% mais baixa, pelo menos 20% mais baixa, como de 1% a 75% mais baixa ou de 3% a 20% mais baixa e similar) do que a primeira pressão e (b) a carga de alimentação rendendo negro de fumo tem um primeiro tempo de permanência de carga de alimentação no aquecedor menor do que aproximadamente 120 minutos (por exemplo, menor do que 100 minutos, menor do que 80 minutos, menor do que 60 minutos, menor do que 40 minutos, menor do que 30 minutos, menor do que 20 minutos, menor do que 10 minutos, como de 1 segundo a 119 minutos, de 5 segundos a 115 minutos, de 10 segundos a 110 minutos, de 30 segundos a 100 minutos, de 1 minuto a 60 minutos, de 5 minutos a 30 minutos e similar).The method may include preheating at least one feed load yielding carbon black in the heater(s), (e.g., at least two heaters, at least three heaters, and the like, where the heaters may be the same or different from each other) at a second temperature greater than approximately 300°C (e.g. at least 350°C, at least 360°C, at least 400°C, at least 450°C, at least 500°C, as 300°C to 850°C, or 360°C to 800°C, 400°C to 750°C, 450°C to 700°C and the like) to provide a feedstock yielding preheated carbon black , where (a) the feedstock yielding carbon black has a second pressure at least in one heater that is approximately equal to or lower (e.g., at least 1% lower, at least 2% lower, at least 3 % lower, at least 5% lower, at least 7% lower, at least 10% lower, at least 15% lower, at least 20% lower, such as 1% to 75% lower or from 3% to 20% m lower and similar) than the first pressure and (b) the feed charge yielding carbon black has a first feed charge residence time in the heater of less than approximately 120 minutes (e.g., less than 100 minutes, less than 80 minutes, less than 60 minutes, less than 40 minutes, less than 30 minutes, less than 20 minutes, less than 10 minutes, such as from 1 second to 119 minutes, from 5 seconds to 115 minutes , from 10 seconds to 110 minutes, from 30 seconds to 100 minutes, from 1 minute to 60 minutes, from 5 minutes to 30 minutes and similar).

O método pode incluir fornecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação para o reator de negro de fumo, onde a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida tem um segundo tempo de permanência de carga de alimentação de sair de pelo menos um aquecedor para o ponto de introdução ao reator de negro de fumo menor do que aproximadamente 120 minutos (por exemplo, menor do que 100 minutos, menor do que 80 minutos, menor do que 60 minutos, menor do que 40 minutos, menor do que 30 minutos, menor do que 20 minutos, menor do que 10 minutos, como de 1 segundo a 119 minutos, de 5 segundos a 115 minutos, de 10 segundos a 110 minutos, de 30 segundos a 100 minutos, de 1 minuto a 60 minutos, de 5 minutos a 30 minutos e similar); e onde o primeiro tempo de permanência de carga de alimentação e o segundo tempo de permanência de carga de alimentação combinados correspondem a 120 minutos ou menos (por exemplo, menor do que 100 minutos, menor do que 80 minutos, menor do que 60 minutos, menor do que 40 minutos, menor do que 30 minutos, menor do que 20 minutos, menor do que 10 minutos, como de 1 segundo a 119 minutos, de 5 segundos a 115 minutos, de 10 segundos a 110 minutos, de 30 segundos a 100 minutos, de 1 minuto a 60 minutos, de 5 minutos a 30 minutos e similar).The method may include supplying the preheated carbon black-yielding feedstock to at least one feedstock introduction point to the carbon black reactor, where the preheated carbon black-yielding feedstock has a second feed load dwell time from at least one heater to the point of introduction to the carbon black reactor less than approximately 120 minutes (e.g., less than 100 minutes, less than 80 minutes, less than 60 minutes, less than 40 minutes, less than 30 minutes, less than 20 minutes, less than 10 minutes, such as from 1 second to 119 minutes, from 5 seconds to 115 minutes, from 10 seconds to 110 minutes, from 30 seconds to 100 minutes, 1 minute to 60 minutes, 5 minutes to 30 minutes and similar); and where the first power load dwell time and the second power load dwell time combined are 120 minutes or less (e.g. less than 100 minutes, less than 80 minutes, less than 60 minutes, less than 40 minutes, less than 30 minutes, less than 20 minutes, less than 10 minutes, such as from 1 second to 119 minutes, from 5 seconds to 115 minutes, from 10 seconds to 110 minutes, from 30 seconds to 100 minutes, from 1 minute to 60 minutes, from 5 minutes to 30 minutes and similar).

O método pode incluir combinar a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através do(s) ponto(s) de introdução no reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação na qual negro de fumo é formado no reator de negro de fumo. O método pode incluir resfriar bruscamente o negro de fumo na corrente de reação.The method may include combining the feedstock yielding preheated carbon black through the point(s) of introduction into the carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream in which carbon black is formed in the carbon black reactor. The method may include quenching the carbon black in the reaction stream.

A presente invenção pode se referir a um método para produzir negro de fumo que inclui introduzir uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo. O método inclui ainda fornecer pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tendo uma primeira temperatura que está abaixo da temperatura de carga de alimentação pré-aquecida alvo, como abaixo de 300°C ou abaixo de 275°C (por exemplo, de 40°C a 274°C, de 50°C a 270°C, de 70°C a 250°C, de 60°C a 200°C, de 70°C a 150°C, e similares) a pelo menos um aquecedor (por exemplo, pelo menos dois aquecedores, pelo menos três aquecedores, e similares onde os aquecedores podem ser iguais ou diferentes entre si) em uma primeira pressão maior do que 1.000 kPa. Como opção, a velocidade que entra no aquecedor pode ser uma primeira velocidade de pelo menos aproximadamente 0,2 m/s (por exemplo, pelo menos aproximadamente 0,4 m/s, pelo menos aproximadamente 0,6 m/s, pelo menos aproximadamente 0,8 m/s, pelo menos aproximadamente 1 m/s, pelo menos aproximadamente 1,1 m/s, pelo menos aproximadamente 1,6 m/s, como de 0,2 m/s a 2 m/s, de 0,4 a 1,8 m/s e similar).The present invention may relate to a method for producing carbon black which includes introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor. The method further includes providing at least one feedstock yielding carbon black having a first temperature that is below the target preheated feedstock temperature, such as below 300°C or below 275°C (e.g., from 40°C to 274°C, 50°C to 270°C, 70°C to 250°C, 60°C to 200°C, 70°C to 150°C, and the like) at least a heater (for example, at least two heaters, at least three heaters, and the like where the heaters may be the same or different from each other) at a first pressure greater than 1000 kPa. Optionally, the velocity entering the heater may be a first velocity of at least approximately 0.2 m/s (e.g., at least approximately 0.4 m/s, at least approximately 0.6 m/s, at least approximately 0.8 m/s, at least approximately 1 m/s, at least approximately 1.1 m/s, at least approximately 1.6 m/s, such as from 0.2 m/s to 2 m/s, from 0.4 to 1.8 m/s and the like).

O método inclui pré-aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo no(s) aquecedor(es) a uma segunda temperatura maior do que aproximadamente 300°C (por exemplo, pelo menos 350°C, pelo menos 360°C, pelo menos 400°C, pelo menos 450°C, pelo menos 500°C, como 300°C a 850°C, ou de 360°C a 800°C, de 400°C a 750°C, de 450°C a 700°C e similar) para fornecer uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma velocidade no(s) aquecedor(es) que é pelo menos 0,2 m/s, onde a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm e a área em seção transversal menor de uma tubulação de carga de alimentação presente pelo menos em um aquecedor, e (b) onde pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma segunda pressão no(s) aquecedor(es) que é aproximadamente igual ou mais baixa (por exemplo, pelo menos 1% mais baixa, pelo menos 2% mais baixa, pelo menos 3% mais baixa, pelo menos 5% mais baixa, pelo menos 7% mais baixa, pelo menos 10% mais baixa, pelo menos 15% mais baixa, pelo menos 20% mais baixa, como de 1% a 25% mais baixa ou de 3% a 20% mais baixa e similar) do que a primeira pressão, onde a pressão pode ser calculada com base em assumir a mesma área em seção transversal que a carga de alimentação se desloca durante a primeira pressão e segunda pressão (embora em operação efetiva, a área em seção transversal possa ser igual ou diferente). Esse modo de determinação pode ser utilizado para comparar adequadamente pressão, embora não seja obrigatório.The method includes preheating the feedstock yielding carbon black in the heater(s) to a second temperature greater than approximately 300°C (e.g., at least 350°C, at least 360°C, at least at least 400°C, at least 450°C, at least 500°C, such as 300°C to 850°C, or from 360°C to 800°C, from 400°C to 750°C, from 450°C to 700°C and the like) to provide a preheated carbon black-yielding feedstock, wherein (a) at least one carbon black-yielding feedstock has a speed in the heater(s) that is at least 0 .2 m/s, where the velocity is calculated based on a feed load density measured at 60°C at 1 atm and the smallest cross-sectional area of a feed load pipeline present in at least one heater, and (b) where at least one feedstock yielding carbon black has a second pressure on the heater(s) that is approximately equal to or lower (e.g., at least 1% lower, at least 2% lower , foot lo least 3% lower, at least 5% lower, at least 7% lower, at least 10% lower, at least 15% lower, at least 20% lower, such as 1% to 25% lower low or 3% to 20% lower and similar) than the first press, where the pressure can be calculated based on assuming the same cross-sectional area as the feed load moves during the first press and second press ( although in effective operation, the cross-sectional area may be the same or different). This determination mode can be used to properly compare pressure, although it is not mandatory.

O método pode incluir provisão da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação para o reator de negro de fumo e combinar pelo menos a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através do(s) ponto(s) de introdução no reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação na qual negro de fumo é formado no reator de negro de fumo. O método pode incluir resfriar bruscamente o negro de fumo na corrente de reação.The method may include providing the feedstock yielding preheated carbon black to at least one feedstock introduction point to the carbon black reactor and combining at least the feedstock yielding preheated carbon black through from the point(s) of introduction(s) into the carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream in which carbon black is formed in the carbon black reactor. The method may include quenching the carbon black in the reaction stream.

Na presente invenção, para qualquer método, as temperaturas de pré-aquecimento alvo mencionadas são preferivelmente uma temperatura média da carga de alimentação antes da introdução no reator de negro de fumo. As temperaturas de pré-aquecimento mencionadas da carga de alimentação podem ser uma temperatura máxima da carga de alimentação ou uma temperatura mínima da carga de alimentação antes da introdução no reator de negro de fumo.In the present invention, for any method, the mentioned target preheat temperatures are preferably an average temperature of the feedstock before introduction into the carbon black reactor. The mentioned feed charge preheat temperatures may be a maximum feed charge temperature or a minimum feed charge temperature prior to introduction into the carbon black reactor.

Na presente invenção, para qualquer método, a pressão alvo mencionada é preferivelmente uma pressão média da carga de alimentação. A pressão mencionada da carga de alimentação pode ser uma pressão máxima da carga de alimentação ou uma pressão mínima da carga de alimentação.In the present invention, for any method, the target pressure mentioned is preferably an average pressure of the feedstock. The stated pressure of the feed load can be a maximum pressure of the feed load or a minimum pressure of the feed load.

Na presente invenção, para qualquer método, a velocidade alvo mencionada é preferivelmente uma velocidade média da carga de alimentação. A velocidade mencionada da carga de alimentação pode ser uma velocidade máxima da carga de alimentação ou uma velocidade mínima da carga de alimentação.In the present invention, for any method, the target speed mentioned is preferably an average speed of the feed load. The mentioned power load speed can be a maximum power load speed or a minimum power load speed.

Na presente invenção, para qualquer método, a carga de alimentação rendendo negro de fumo pode ser ou incluir óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, incrustação de craqueador de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer hidrocarboneto líquido com uma gravidade específica de aproximadamente 0,9 a aproximadamente 1,5 ou mais elevada (como de 0,9 a 1,3, ou de 1 a 1,2 e similar) ou qualquer combinação dos mesmos. A carga de alimentação rendendo negro de fumo pode ter um ponto de ebulição inicial de aproximadamente 160°C a aproximadamente 600°C, como de 160°C a aproximadamente 500°C ou 200°C a aproximadamente 450°C ou 215°C a aproximadamente 400°C ou similar.In the present invention, for any method, the feedstock yielding carbon black can be or include settling oil, coal tar product, ethylene cracker scale, asphaltene-containing oil, or any hydrocarbon liquid with a specific gravity of approx. 0.9 to approximately 1.5 or higher (such as 0.9 to 1.3, or 1 to 1.2 and the like) or any combination thereof. The feedstock yielding carbon black may have an initial boiling point of approximately 160°C to approximately 600°C, such as from 160°C to approximately 500°C or 200°C to approximately 450°C or 215°C to approximately 400°C or similar.

O pré-aquecimento pode ocorrer em qualquer número de modos e nenhuma limitação é destinada a ser colocada no modo para obter isso. O pré-aquecimento pode ocorrer pelo menos em um aquecedor (por exemplo, um, dois, três ou mais). A fonte do calor para pelo menos um aquecedor pode ser qualquer fonte, como de um ou mais reatores de negro de fumo, calor elétrico, calor de plasma, calor de gases residuais, calor de combustão de gás residual, combustíveis e/ou calor de outros processos industriais e/ou outras formas de calor, e/ou qualquer combinação dos mesmos. O pré-aquecimento pode ocorrer onde pelo menos um aquecedor aquece parcial ou totalmente a carga de alimentação até a temperatura de pré-aquecimento alvo para introdução no reator. Um aquecedor pode obter o pré-aquecimento parcial ou total ou dois ou mais aquecedores podem ser utilizados em seqüência ou outros arranjos para obter o pré- aquecimento (total ou parcial). Se pré-aquecimento parcial for obtido pelo menos por um aquecedor, então o pré- aquecimento restante é realizado por uma fonte de calor adicional ou secundária ou aquecedores adicionais para finalmente obter a temperatura de pré-aquecimento alvo.Preheat can occur in any number of modes and no limitations are intended to be placed on the mode to achieve this. Preheating can take place on at least one heater (eg one, two, three or more). The heat source for the at least one heater can be any source, such as from one or more carbon black reactors, electrical heat, plasma heat, waste gas heat, waste gas combustion heat, fuels and/or heat from other industrial processes and/or other forms of heat, and/or any combination thereof. Preheating can occur where at least one heater partially or fully heats the feed load to the target preheat temperature for introduction into the reactor. One heater can achieve partial or full preheat, or two or more heaters can be used in sequence or other arrangements to achieve preheat (full or partial). If partial preheat is achieved by at least one heater, then the remaining preheat is performed by an additional or secondary heat source or additional heaters to finally achieve the target preheat temperature.

Por exemplo, o preaquecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pode incluir ou ser realizado por aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo pelo menos em um aquecedor que tenha um trocador de calor. O trocador de calor pode estar operando em um fluxo médio de calor maior do que aproximadamente 10 kW/m2 (como maior do que aproximadamente 10 kW/m2 ou maior do que aproximadamente 20 kW/m2 ou maior do que aproximadamente 30 kW/m2 ou maior do que aproximadamente 40 kW/m2, como de aproximadamente 10 kW/m2 a aproximadamente 150 kW/m2 e similar).For example, preheating at least one feedstock yielding carbon black may include or be accomplished by heating the feedstock yielding carbon black in at least one heater that has a heat exchanger. The heat exchanger may be operating at an average heat flow greater than approximately 10 kW/m2 (such as greater than approximately 10 kW/m2 or greater than approximately 20 kW/m2 or greater than approximately 30 kW/m2 or greater than approximately 40 kW/m2, such as from approximately 10 kW/m2 to approximately 150 kW/m2 and the like).

Como opção, pelo menos uma porção do pré- aquecimento (ou pré-aquecimento completo) ocorre pelo menos em um aquecedor que tenha calor pelo menos parcialmente (ou totalmente) fornecido por calor gerado pelo reator de negro de fumo que está recebendo a carga de alimentação pré- aquecida ou outro reator(es) de negro de fumo ou ambos. Pelo menos um aquecedor pode estar em permuta de calor com pelo menos uma porção do reator de negro de fumo que esteja recebendo a carga de alimentação pré-aquecida ou um reator(es) de negro de fumo diferente(s) ou ambos. Por exemplo, pelo menos um aquecedor pode contatar a corrente de reação em um reator de negro de fumo, por exemplo, à jusante de um resfriador brusco, onde pelo menos um aquecedor pode ter um trocador de calor com paredes aquecidas pela corrente de reação em um primeiro lado (por exemplo, parede externa) do mesmo e contatar a carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto (por exemplo, parede interna) do mesmo. Como opção, pelo menos um aquecedor pode incluir um trocador de calor que permuta calor com a corrente de reação em um reator de negro de fumo, onde um portador de calor fluível que flui através do trocador de calor é aquecido, e o portador de calor passa através de pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para transferir calor do portador de calor para a carga de alimentação rendendo negro de fumo. Pelo menos um aquecedor pode ser pelo menos parcialmente (ou totalmente) fornecido com calor com gás residual de negro de fumo (por exemplo, calor do gás residual ou calor gerado por gás residual que queima) do reator de negro de fumo ou um reator(es) de negro de fumo diferente(s) ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo. O pré-aquecimento pode ser parcial ou totalmente obtido utilizando um ou mais aquecedores de plasma ou outros aquecedores ou fontes de calor.Optionally, at least a portion of the preheat (or complete preheat) occurs in at least one heater that has heat at least partially (or fully) supplied by heat generated by the carbon black reactor receiving the load. preheated feed or other carbon black reactor(s) or both. At least one heater may be in heat exchange with at least a portion of the carbon black reactor receiving the preheated feedstock or a different carbon black reactor(s) or both. For example, at least one heater may contact the reaction stream in a carbon black reactor, for example, downstream of a chiller, where at least one heater may have a heat exchanger with walls heated by the reaction stream in a first side (e.g. outer wall) thereof and contacting the feed load yielding carbon black on an opposite side (e.g. inner wall) thereof. Optionally, at least one heater may include a heat exchanger that exchanges heat with the reaction stream in a carbon black reactor, where a flowable heat carrier flowing through the heat exchanger is heated, and the heat carrier passes through at least one heater positioned external to the reactor and operable to transfer heat from the heat carrier to the feedstock yielding carbon black. At least one heater may be at least partially (or fully) supplied with heat with carbon black waste gas (e.g. waste gas heat or heat generated by burning waste gas) from the carbon black reactor or a reactor( es) of different carbon black(s) or both, to heat the feedstock yielding carbon black. Preheating can be partially or fully accomplished using one or more plasma heaters or other heaters or heat sources.

A introdução da corrente de gás aquecido no reator pode incluir aquecer por plasma um fluxo de gás aquecível por plasma em um aquecedor de plasma para fornecer pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido.The introduction of the heated gas stream into the reactor may include plasma heating a plasma-heatable gas stream in a plasma heater to supply at least a portion of the heated gas stream.

Um reator de plasma de negro de fumo pode ser utilizado para receber a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida. Por utilizar a carga de alimentação pré-aquecida, e, opcionalmente, gás portador pré-aquecido (como N2 opcional com O2 para controlar reatividade), o método de aquecimento no reator pode ser um tipo não combustão e combinar o uso de pré-aquecimento indireto de reagentes e aquecimento de plasma na temperatura de processo exigido para formar negro de fumo. O gás portador pode ser pré-aquecido utilizando tecnologia de aquecedor de ar convencional e/ou uma das montagens de aquecedor descritas no presente documento para pré-aquecer a carga de alimentação. Uma montagem similar pode ser utilizada para o gás portadora como uma opção. Esse método reduz consumo elétrico em comparação com aquecimento de plasma sozinho, e pode reduzir custos de matéria prima, reduzir emissões de CO2 e/ou consumo de água.A carbon black plasma reactor can be used to receive the feedstock yielding preheated carbon black. By utilizing preheated feedstock, and optionally preheated carrier gas (such as optional N2 with O2 to control reactivity), the heating method in the reactor can be a non-combustion type and combine the use of preheating. indirect reaction of reagents and plasma heating to the required process temperature to form carbon black. The carrier gas may be preheated using conventional air heater technology and/or one of the heater assemblies described herein to preheat the feed load. A similar mount can be used for the carrier gas as an option. This method reduces electrical consumption compared to plasma heating alone, and can reduce raw material costs, reduce CO2 emissions and/or water consumption.

Na presente invenção, uma superfície não catalítica pode ser utilizada em algumas ou todas as paredes contatando carga de alimentação rendendo negro de fumo de pelo menos um aquecedor e/ou paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré- aquecida ao(s) reator(es) de negro de fumo. A superfície pode ser não catalítica para craqueamento (por exemplo, craqueamento térmico) ou polimerização de hidrocarbonetos.In the present invention, a non-catalytic surface may be used on some or all of the walls contacting the feedstock yielding carbon black from at least one heater and/or inner walls of at least one feedstock supply pipe supplying the feedstock. feedstock yielding preheated carbon black to the carbon black reactor(s). The surface may be non-catalytic for cracking (eg thermal cracking) or hydrocarbon polymerization.

Na presente invenção, o fornecimento pode incluir ou ser usado na alimentação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece ao(s) reator(es) de negro de fumo, e o método pode ainda opcionalmente incluir periodicamente alimentar um gás(es) de purga que pode ser um oxidante para carbono através de pelo menos uma linha(s) de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo. A tubulação de fornecimento de carga de alimentação que sai pelo menos de um aquecedor que pré-aquece a carga de alimentação pode ter uma área em seção transversal (por exemplo, diâmetro) que é igual ou diferente da tubulação de fornecimento que alimenta a carga de alimentação pelo menos em um aquecedor (por exemplo, pode ter uma área em seção transversal menor ou maior).In the present invention, the supply may include or be used to feed the feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline that supplies the carbon black reactor(s) with , and the method may optionally further include periodically feeding a purge gas(es) which may be an oxidant to carbon through at least one feedstock supply line(s) yielding carbon black. The feed load supply piping leading from at least one heater that preheats the feed load may have a cross-sectional area (e.g. diameter) that is the same as or different from the supply piping that feeds the feed load. at least one heater (for example, may have a smaller or larger cross-sectional area).

Na presente invenção, o fornecimento pode incluir alimentar a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece ao(s) reator(es) de negro de fumo, e o método pode incluir injetar a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré- aquecida no reator de negro de fumo com inflamação pelo menos parcial (ou total) (por exemplo, evaporação de carga de alimentação, por exemplo, obtida por diminuir a pressão) da carga de alimentação rendendo negro de fumo.In the present invention, the supply may include feeding the feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline that supplies the carbon black reactor(s), and the method may include injecting the feedstock yielding preheated carbon black into the carbon black reactor with at least partial (or full) ignition (e.g., evaporation of feedstock, e.g. obtained by lowering the pressure) of the feedstock power supply rendering carbon black.

Com a presente invenção, utilizando uma ou mais etapas de prevenção de retirada de incrustação ou limpeza descritas aqui, a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e a corrente de gás aquecido no reator de negro de fumo podem ser combinadas de modo a formarem continuamente negro de fumo no reator por pelo menos aproximadamente 12 horas (por exemplo, por pelo menos 24 horas, por pelo menos 48 horas, por pelo menos 72 horas, por pelo menos uma semana, duas vezes, um ou mais meses).With the present invention, using one or more of the scale removal prevention or cleaning steps described herein, the feedstock yielding preheated carbon black and the stream of heated gas in the carbon black reactor can be combined so as to continuously form carbon black in the reactor for at least approximately 12 hours (e.g. for at least 24 hours, for at least 48 hours, for at least 72 hours, for at least one week, twice, one or more months).

Os presentes pesquisadores reconheceram que cargas de alimentação hidrocarbonáceas aquecidas a temperaturas que excedem aproximadamente 300°C em produção de negro de fumo estão em grande risco de incrustação orgânica (por exemplo, coqueificação e/ou polimerização) de tubulações de fornecimento de carga de alimentação e/ou aquecedor(es) que pré-aqueceriam a carga de alimentação. As tubulações de fornecimento de carga de alimentação podem ser construções de tubo de aço ou outro metal que podem ser suscetíveis a incrustação orgânica em suas superfícies internas. As incrustações, se deixadas sem verificação, podem levar à capacidade de fluxo significativamente reduzida nas tubulações de fornecimento de carga de alimentação, e eventualmente tubos e/ou injetores de reator obstruídos.The present researchers have recognized that hydrocarbon feedstocks heated to temperatures exceeding approximately 300°C in carbon black production are at great risk of organic fouling (e.g., coking and/or polymerization) of feedstock and /or heater(s) that would preheat the supply load. Feed load supply piping may be steel or other metal tube constructions that may be susceptible to organic fouling on their internal surfaces. Fouling, if left unchecked, can lead to significantly reduced flow capacity in the feed load supply pipelines, and eventually clogged reactor tubes and/or injectors.

As incrustações foram identificadas no desenvolvimento da presente invenção como uma barreira técnica principal para uso de cargas de alimentação de temperatura elevada em produção de negro de fumo. Sem desejar estar limitado por qualquer teoria específica, incrustações orgânicas podem ser causadas em carga de alimentação de negro de fumo em temperaturas de carga de alimentação elevadas devido a pelo menos dois mecanismos de incrustação: ebulição de filme e coqueificação induzida por asfalteno. Nas incrustações de ebulição de filme, acredita- se que carga de alimentação evapore e forme uma película de vapor que possa bloquear transferência de calor (isto é, fluxo de calor crítico), onde a película de vapor superaquece e faz com que coque se forme em reações de pirólise de fase de vapor. Asfaltenos são constituintes que ocorrem normalmente em óleos brutos, e também transporte pelo menos em parte em uma variedade de cargas de alimentação de negro de fumo em concentrações variáveis que apresentariam riscos de incrustações em uso em temperatura elevada (por exemplo, >300°C). Na coqueificação induzida por asfalteno, acredita-se que asfaltenos em carga de alimentação possam ser submetidos à pirólise de fase líquida onde os asfaltenos se tornam termicamente desestabilizados para formas radicais quando expostos a temperaturas de craqueamento térmico e combinam para formar coque insolúvel, com elevado peso molecular. Temperaturas de carga de alimentação elevadas, por exemplo, podem fazer com que moléculas de cadeia longa na carga de alimentação craqueiem, formando compostos altamente reativos que polimerizam e incrustam. Deixados não verificados, temperaturas de carga de alimentação mais elevadas podem tender a fazer com que os asfaltenos na carga de alimentação aglomerem e precipitem para fora sobre o aquecedor de carga de alimentação e superfícies de tubulação de fornecimento. Outros mecanismos de incrustações orgânicas podem ser promovidos por operação de carga de alimentação em temperatura elevada, como coqueificação catalítica que pode ser causada por reações de craqueamento térmico catalisadas por níquel ou ferro, de hidrocarbonetos, dependendo do material de tubulação de fornecimento de carga de alimentação. A polimerização de olefinas conjugadas de carga de alimentação (por exemplo, promovido por metal, como ferro, níquel e similar, na superfície interna do tubo) também se acredita ser uma causa potencial de coqueificação, dependendo da química de carga de alimentação. Coque insolúvel ou outros meios de incrustações orgânicas como descrito acima, se permitidos ocorrerem em um esquema de produção de negro de fumo, depositariam a partir da carga de alimentação sobre paredes internas das tubulações de fornecimento de carga de alimentação e injetores de reator e acumulariam para obstruir linhas, e desse modo interromper a produção de negro de fumo para manutenção e/ou reparos. A presente invenção combina abordagens anti-incrustações com operação de carga de alimentação em temperatura elevada para diminuir o disco de tal resíduo induzido termicamente das tubulações de carga de alimentação que de outro modo evitariam produção de negro de fumo mantida, estável.Fouling has been identified in the development of the present invention as a major technical barrier to the use of high temperature feedstocks in carbon black production. Without wishing to be bound by any specific theory, organic fouling can be caused in carbon black feedstock at elevated feedstock temperatures due to at least two fouling mechanisms: film boiling and asphaltene-induced coking. In film boiling fouling, the feedstock is believed to evaporate and form a vapor film that can block heat transfer (i.e. critical heat flow), where the vapor film overheats and causes coke to form. in vapor phase pyrolysis reactions. Asphaltenes are constituents that commonly occur in crude oils, and also transport at least in part in a variety of carbon black feedstocks in varying concentrations that would pose fouling hazards in high temperature use (e.g. >300°C) . In asphaltene-induced coking, it is believed that asphaltenes in feedstock can undergo liquid phase pyrolysis where asphaltenes become thermally destabilized to radical forms when exposed to thermal cracking temperatures and combine to form insoluble, high-weight coke. molecular. Elevated feedstock temperatures, for example, can cause long-chain molecules in the feedstock to crack, forming highly reactive compounds that polymerize and encrust. Left unchecked, higher feed charge temperatures can tend to cause the asphaltenes in the feed charge to agglomerate and precipitate out onto the feed charge heater and supply piping surfaces. Other organic fouling mechanisms can be promoted by high temperature feedstock operation, such as catalytic coking which can be caused by nickel or iron catalyzed thermal cracking reactions of hydrocarbons, depending on the feedstock supply piping material. . Polymerization of conjugated feedstock olefins (e.g. promoted by metal such as iron, nickel and the like on the inner surface of the tube) is also believed to be a potential cause of coking depending on the feedstock chemistry. Insoluble coke or other organic fouling media as described above, if allowed to occur in a carbon black production scheme, would deposit from the feedstock onto inner walls of the feedstock supply pipes and reactor injectors and accumulate to clog lines, and thereby stop carbon black production for maintenance and/or repairs. The present invention combines anti-fouling approaches with elevated temperature feedstock operation to lessen the disc of such thermally induced residue from feedstock pipelines that would otherwise prevent stable, maintained carbon black production.

Como determinado pela presente invenção, um sinal de coqueificação ocorre quando há uma queda rápida de pressão na pressão que sai do aquecedor durante o pré- aquecimento da carga de alimentação em comparação com a pressão na entrada de aquecedor. Tipicamente, há uma queda de pressão normal ao comparar a pressão na entrada de aquecedor para a pressão da carga de alimentação que sai do aquecedor devido à fricção da carga de alimentação nas linhas. Entretanto, como foi visto no desenvolvimento da presente invenção, uma queda de pressão fugitiva é um sinal de que coqueificação é altamente provável ou ocorrerá. Em mais detalhe, após operação de estado constante ocorrer e carga de alimentação estar fluindo através do aquecedor nos parâmetros/taxa desejadas, uma pressão consistente ou relativamente consistente para a carga de alimentação que sai do aquecedor é estabelecida e, como mencionado acima, essa pressão é tipicamente abaixo da pressão de entrada de aquecedor devido a forças friccionais com a carga de alimentação. Entretanto, quando a formação de película de vapor está ocorrendo e/ou coqueificação está começando a ocorrer, uma queda de pressão fugitiva ou rápida ocorre para a pressão de saída de aquecedor para a carga de alimentação que sai da saída de aquecedor. Uma alteração de 2% ou mais na queda de pressão, após operação de estado constante ocorre, pode ser um sinal de que vapor está se formando e que isso levará à coqueificação. Uma queda de pressão fugitiva de 2% ou mais, 3% ou mais, 5% ou mais, 7% ou mais, 10% ou mais, 15% ou mais, 20% ou mais, como 2% a 20% ou mais, é um sinal de que vapor está se formando e que isso levará, em toda probabilidade, a coqueificação. Como exemplo mais específico, pode-se ter uma pressão de entrada de aquecedor de X para a carga de alimentação que entra no aquecedor e após operação de estado constante ter sido atingida, a pressão de saída de aquecedor (a saber, a pressão da carga de alimentação que sai do aquecedor) pode ter uma pressão de X a (0,8) X, e essa pressão, durante operações de não coqueificação, será essencialmente mantida nessa pressão mais baixa durante operações de estado constante. Se os parâmetros do processo de fabricação de negro de fumo forem alterados, então, evidentemente, a pressão pode novamente alterar devido a uma alteração em parâmetros. Entretanto, no exemplo, operações de estado constante foram atingidas, e, portanto a pressão que sai do aquecedor será essencialmente mantida com pouca flutuação (+/- 0% a 1,9%). Durante operações de estado constante, se a pressão da carga de alimentação que sai do aquecedor (ou pressão antes de entrar no reator de negro de fumo) cair em mais de 2%, como as quedas de percentagem indicadas acima, essa seria uma queda de pressão fugitiva, o que significa que vapor está se formando na tubulação de carga de alimentação e que coqueificação resultará mais provavelmente. Os métodos da presente invenção fornecem métodos para produzir negro de fumo que evita a formação de película de vapor (por exemplo, evita a formação de película de vapor que bloqueia a transferência) e/ou uma queda de pressão fugitiva, e uma indicação clara de evitar a formação de película de vapor é evitar uma queda de pressão fugitiva como indicado aqui. Como exemplo adicional, uma queda de pressão fugitiva durante operações de estado constante pode ser uma alteração de pressão de 2% ou mais, que pode ocorrer em um quadro de tempo de 15 segundos a 1 hora, ou 30 segundos a 30 minutos, ou 1 minuto a 10 minutos, e isso é evitado pelos métodos da presente invenção.As determined by the present invention, a coking signal occurs when there is a rapid pressure drop in pressure leaving the heater during preheating of the feed load compared to the pressure at the heater inlet. Typically, there is a normal pressure drop when comparing the heater inlet pressure to the feed load pressure leaving the heater due to the feed load friction in the lines. However, as was seen in the development of the present invention, a fugitive pressure drop is a sign that coking is highly likely or will occur. In more detail, after steady state operation has taken place and feed load is flowing through the heater at the desired parameters/rate, a consistent or relatively consistent pressure for the feed load leaving the heater is established and, as mentioned above, that pressure is typically below heater inlet pressure due to frictional forces with the feed load. However, when vapor film formation is occurring and/or coking is beginning to occur, a fugitive or rapid pressure drop occurs for the heater outlet pressure to the feed load exiting the heater outlet. A change of 2% or more in pressure drop after steady state operation occurs can be a sign that steam is forming and that this will lead to coking. A fugitive pressure drop of 2% or more, 3% or more, 5% or more, 7% or more, 10% or more, 15% or more, 20% or more, such as 2% to 20% or more, it is a sign that steam is forming and that this will, in all likelihood, lead to coking. As a more specific example, one might have a heater inlet pressure of X for the feed load entering the heater, and after steady state operation has been reached, the heater outlet pressure (namely, the load pressure outlet leaving the heater) may have a pressure of X to (0.8)X, and that pressure, during non-coking operations, will essentially be maintained at this lower pressure during steady-state operations. If the parameters of the carbon black manufacturing process are changed, then, of course, the pressure can again change due to a change in parameters. However, in the example, steady state operations have been achieved, and therefore the pressure leaving the heater will essentially be maintained with little fluctuation (+/- 0% to 1.9%). During steady state operations, if the pressure of the feedstock leaving the heater (or pressure before entering the carbon black reactor) drops by more than 2%, such as the percentage drops noted above, this would be a drop in fugitive pressure, which means that steam is building up in the feed load piping and that coking is most likely to result. The methods of the present invention provide methods for producing carbon black that prevent vapor film formation (e.g., prevent vapor film formation that blocks transfer) and/or a fugitive pressure drop, and a clear indication of to prevent vapor film formation is to avoid a fugitive pressure drop as indicated here. As an additional example, a fugitive pressure drop during steady state operations could be a pressure change of 2% or more, which can occur in a time frame of 15 seconds to 1 hour, or 30 seconds to 30 minutes, or 1 minute to 10 minutes, and this is avoided by the methods of the present invention.

As estratégias de controle de incrustação aplicadas à fabricação de negro de fumo da presente invenção podem reduzir ou evitar a taxa de depósito de coque ou outro meio de incrustação em paredes internas da tubulação de fornecimento de carga de alimentação, remover coque ou outro meio de incrustação depositada, ou ambos. Taxas de incrustação em tubulações de fornecimento de carga de alimentação que contêm cargas de alimentação aquecidas a mais de aproximadamente 300°C podem ser reduzidas ou evitadas por uma ou mais das seguintes abordagens: utilizar uma pressão de carga de alimentação mais elevada, utilizar uma velocidade de carga de alimentação mais elevada, diminuir capacidade de fluxo de calor de um aquecedor de carga de alimentação, revestir tubulações de fornecimento de carga de alimentação (inclusive daquelas em um aquecedor de carga de alimentação) com uma camada superficial de material não catalítico, diminuir tempo de permanência da carga de alimentação em seções de temperatura elevada, ou quaisquer combinações dessas abordagens. Como indicado, a remoção de coque das tubulações de fornecimento de carga de alimentação pode ser utilizada como outra abordagem ou abordagem adicional para controle de incrustação na presente invenção. Depósitos de coque, caso ocorram na tubulação de fornecimento, podem ser removidos, por exemplo, por purgação periódica das tubulações de carga de alimentação com um fluido ou gás de purgação, como um oxidante para carbono. As tubulações de carga de alimentação podem ser fragmentadas ou mecanicamente limpas para remoção de coque.The fouling control strategies applied to the manufacture of carbon black of the present invention can reduce or prevent the rate of deposition of coke or other fouling medium on inner walls of the feed load supply piping, remove coke or other fouling agent. deposited, or both. Fouling rates in feedload supply pipelines that contain feedstocks heated to more than approximately 300°C can be reduced or avoided by one or more of the following approaches: using a higher feedload pressure, using a faster higher feed load, decrease the heat flow capacity of a feed load heater, coat feed load supply piping (including those in a feed load heater) with a surface layer of non-catalytic material, decrease dwell time of the feed load in high temperature sections, or any combination of these approaches. As indicated, the removal of coke from the feedstock supply pipes can be used as another or additional approach to scale control in the present invention. Coke deposits, if they occur in the supply pipeline, can be removed, for example, by periodically purging the supply pipelines with a purge fluid or gas, such as an oxidizer for carbon. Feed load pipelines can be shredded or mechanically cleaned to remove coke.

Para qualquer combinação dessas abordagens anti- incrustações que são utilizadas, um objetivo pode ser minimizar a taxa de incrustações líquida que ocorre na tubulação de fornecimento de carga de alimentação (isto é, a taxa de depósito de coque menos a taxa de qualquer decoqueificação (remoção de coque) implementada). A carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida pode ser continuamente introduzida em um reator para formar negro de fumo no reator em um modo estável sem ruptura (por exemplo, sem incrustações que obstruem tubulações de fornecimento de carga de alimentação) por uma duração, por exemplo, de pelo menos aproximadamente 12 horas, ou pelo menos 18 horas, ou pelo menos aproximadamente 24 horas, ou pelo menos aproximadamente 30 horas ou mais (por exemplo, 12 horas a 8 meses ou mais, 12 horas a 6 meses, 12 horas a 3 meses, 20 horas a 1 mês). Economia estimada de custo de matéria prima para o processo da presente invenção, como baseado em modelagem mostrada nos exemplos, está em excesso de 10% quando carga de alimentação é pré-aquecida a 500°C e em excesso de 20% quando carga de alimentação é pré-aquecida a 700°C, no modo de operação estável fornecida sem incrustações de carga de alimentação em comparação com uma temperatura de carga de alimentação convencional (abaixo de 300°C). Existem também dois benefícios adicionais da presente invenção. Um é um mecanismo de aumento de rendimento devido à pré-formação de sementes no processo de pirólise. Um segundo mecanismo de aumento de rendimento é devido à auto-evaporação instantânea da carga de alimentação no reator de negro de fumo sem resfriar gás em volta. Além disso, as estratégias anti-incrustações da presente invenção não exigem aditivos químicos, o que pode ser não econômico e/ou incompatível com os produtos ou processamento de negro de fumo.For any combination of these antifouling approaches that are used, an objective may be to minimize the rate of net scale that occurs in the feed load supply piping (i.e., the rate of deposition of coke minus the rate of any decoking (removal coke) implemented). The preheated feedstock yielding carbon black can be continuously introduced into a reactor to form carbon black in the reactor in a stable, non-rupturing mode (e.g., no fouling that clogs feedload supply pipes) for a duration. , for example, at least approximately 12 hours, or at least 18 hours, or at least approximately 24 hours, or at least approximately 30 hours or more (e.g., 12 hours to 8 months or more, 12 hours to 6 months, 12 hours to 3 months, 20 hours to 1 month). Estimated raw material cost savings for the process of the present invention, as based on modeling shown in the examples, is in excess of 10% when feed load is preheated to 500°C and in excess of 20% when feed load is preheated to 500°C. is preheated to 700°C, in stable operating mode provided without feed load fouling compared to a conventional feed load temperature (below 300°C). There are also two additional benefits of the present invention. One is a yield-increasing mechanism due to seed preformation in the pyrolysis process. A second efficiency-enhancing mechanism is due to the instantaneous auto-evaporation of the feed charge in the carbon black reactor without cooling the surrounding gas. Furthermore, the antifouling strategies of the present invention do not require chemical additives, which may be uneconomical and/or incompatible with carbon black products or processing.

Como indicado, a carga de alimentação pode ser aquecida a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C, ou outras temperaturas excedendo 500°C utilizando as presentes abordagens de controle de incrustações. A temperatura de carga de alimentação, devido aos avanços da presente invenção, pode ser, por exemplo, pelo menos 310°C, pelo menos 350°C, pelo menos 375°C, pelo menos 400°C, pelo menos 425°C, pelo menos aproximadamente 450°C, ou pelo menos aproximadamente 500°C, ou pelo menos aproximadamente 550°C, ou pelo menos aproximadamente 600°C, ou pelo menos aproximadamente 650°C, ou pelo menos aproximadamente 700°C, ou pelo menos aproximadamente 750°C, ou pelo menos aproximadamente 800 °C, pelo menos 850°C, ou de aproximadamente 305° C a aproximadamente 850°C, ou de aproximadamente 350° C a aproximadamente 850°C, ou de aproximadamente 450° C a aproximadamente 750°C, ou de aproximadamente 450° C a aproximadamente 700°C, ou de aproximadamente 500° C a aproximadamente 750°C, ou de aproximadamente 500° C a aproximadamente 700°C . essa temperatura de carga de alimentação é a temperatura da carga de alimentação que forma negro de fumo logo após sair do(s) aquecedor(es) utilizado(s) para pré-aquecer a carga de alimentação e/ou antes, de ser introduzida no reator de negro de fumo. A temperatura de carga de alimentação nesse aspecto pode ser medida ou sentida em um ou mais pontos ao longo da tubulação de fornecimento de carga de alimentação a partir do ponto no qual a temperatura de carga de alimentação foi elevada até um valor que excede aproximadamente 300°C até a extremidade de descarga da tubulação de fornecimento onde carga de alimentação é introduzida no reator. Essa tubulação de fornecimento de carga de alimentação inclui qualquer comprimento de tubagem em um aquecedor de carga de material em e após o que a temperatura de carga de alimentação foi elevada a um valor que excede aproximadamente 300°C e antes do transporte em uma porção de tubulação de fornecimento adicional que estende a partir do aquecedor de carga de alimentação até o reator. Como opção, a temperatura de carga de alimentação pré-aquecida pode ter um valor mínimo absoluto na tubulação de fornecimento de carga de alimentação pré-aquecida não menor do que 301°C, e/ou como opção, uma variabilidade máxima da temperatura na tubulação de fornecimento de carga de alimentação pré-aquecida pode ser, por exemplo, ±20%, ou ±10%, ou ±5% ou ±2,5% ou ±1% ou ± 0,5%, considerando todos os pontos ao longo da tubulação de fornecimento de carga de alimentação. Essas temperaturas de carga de alimentação indicadas podem ser utilizadas em combinação com as várias variáveis de processo de controle de incrustações indicadas aqui.As indicated, the feedstock can be heated to a temperature greater than approximately 300°C, or other temperatures exceeding 500°C using present scale control approaches. The feed load temperature, due to advances of the present invention, can be, for example, at least 310°C, at least 350°C, at least 375°C, at least 400°C, at least 425°C, at least approximately 450°C, or at least approximately 500°C, or at least approximately 550°C, or at least approximately 600°C, or at least approximately 650°C, or at least approximately 700°C, or at least approximately 700°C approximately 750°C, or at least approximately 800°C, or at least approximately 850°C, or from approximately 305°C to approximately 850°C, or from approximately 350°C to approximately 850°C, or from approximately 450°C to approximately from approximately 750°C, or from approximately 450°C to approximately 700°C, or from approximately 500°C to approximately 750°C, or from approximately 500°C to approximately 700°C. this feed load temperature is the temperature of the feed load that forms carbon black just after leaving the heater(s) used to preheat the feed load and/or before it is introduced into the carbon black reactor. The feed load temperature in this regard may be measured or felt at one or more points along the feed load supply piping from the point at which the feed load temperature has been raised to a value that exceeds approximately 300° C to the discharge end of the supply pipeline where feed load is introduced into the reactor. Such feed load supply piping includes any length of tubing in a material load heater at and after which the feed load temperature has been raised to a value exceeding approximately 300°C and prior to transport in a portion of Additional supply piping extending from the feed load heater to the reactor. As an option, the preheated feed load temperature can have an absolute minimum value in the preheated feed load supply piping not less than 301°C, and/or as an option, a maximum temperature variability in the piping. preheated power supply load may be, for example, ±20%, or ±10%, or ±5% or ±2.5% or ±1% or ±0.5%, considering all points along the along the power supply pipeline. These stated feed load temperatures can be used in combination with the various scale control process variables listed here.

O controle de incrustações utilizando a velocidade de carga de alimentação mencionada, pelo menos em parte, pode incluir alimentar a carga(s) de alimentação nessa velocidade para o aquecedor e/ou através do aquecedor que pré-aquece a carga de alimentação e/ou através da tubulação de fornecimento de carga de alimentação para o reator. A velocidade pode ser, por exemplo, pelo menos aproximadamente 0,2 m/s, ou pelo menos aproximadamente 0,5 m/s, ou pelo menos aproximadamente 1 m/s, ou pelo menos aproximadamente 1,6 m/s, ou pelo menos aproximadamente 2 m/s, ou pelo menos aproximadamente 3 m/s, ou de aproximadamente 0,2 m/s a aproximadamente 10 m/s, ou de aproximadamente 1 m/s a aproximadamente 7 m/s, ou de aproximadamente 1,5 m/s a 3 m/s, ou de aproximadamente 2 m/s a aproximadamente 6 m/s, ou de aproximadamente 3 m/s a aproximadamente 5 m/s. a velocidade de carga de alimentação é uma velocidade linear em relação ao eixo geométrico longitudinal do tubo ou outra estrutura de tubulação de fornecimento. A velocidade de carga de alimentação (primeira velocidade) é medida no ponto de ser introduzida no aquecedor que pré-aquece a carga de alimentação. A velocidade de carga de alimentação através do(s) aquecedor(es) e/ou após sair do(s) aquecedor(es) pode ser igual ou diferente da primeira velocidade e, por exemplo, pode ser maior (por exemplo, pelo menos 1% maior, pelo menos 2% maior, pelo menos 3% maior, pelo menos 5% maior, pelo menos 7% maior, pelo menos 10% maior, pelo menos 100% maior, pelo menos 200% maior, como de 1% a 300% maior ou de 50% a 200% maior e similar). A velocidade é medida ou calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C em 1 atm (101,33 kPa) e com base na área em seção transversal menor presente na tubulação de carga de alimentação sendo medida. Essa tubulação de fornecimento de carga de alimentação pode incluir qualquer comprimento de tubagem em um aquecedor de carga de alimentação em e/ou após o que a temperatura de carga de alimentação foi elevada a um valor que excede aproximadamente 300°C e antes do transporte em uma porção de tubulação de fornecimento adicional estendendo a partir do aquecedor de carga de alimentação para o reator. Por exemplo, a velocidade de carga de alimentação pode ter um valor mínimo absoluto na tubulação de fornecimento de carga de alimentação não menor do que 0,2 m/s, e/ou como opção, uma variabilidade máxima da velocidade de carga de alimentação na tubulação de fornecimento de carga de alimentação pode ser, por exemplo, ±20%, ou ±10%, ou ±5%, ou ±1%%, ou ±0,5%, considerando todos os pontos ao longo da tubulação de fornecimento de carga de alimentação.Fouling control using the mentioned feed load speed, at least in part, may include feeding the feed load(s) at that speed to the heater and/or through the heater that preheats the feed load and/or through the pipeline supplying feed load to the reactor. The speed may be, for example, at least approximately 0.2 m/s, or at least approximately 0.5 m/s, or at least approximately 1 m/s, or at least approximately 1.6 m/s, or at least approximately 2 m/s, or at least approximately 3 m/s, or from approximately 0.2 m/s to approximately 10 m/s, or from approximately 1 m/s to approximately 7 m/s, or from approximately 1, 5 m/s to 3 m/s, or from approximately 2 m/s to approximately 6 m/s, or from approximately 3 m/s to approximately 5 m/s. the feed load speed is a linear speed with respect to the longitudinal axis of the pipe or other supply pipe structure. The feed load speed (first speed) is measured at the point of being introduced into the heater which preheats the feed load. The feed load speed through the heater(s) and/or after leaving the heater(s) may be equal to or different from the first speed and, for example, may be greater (e.g. at least 1% greater, at least 2% greater, at least 3% greater, at least 5% greater, at least 7% greater, at least 10% greater, at least 100% greater, at least 200% greater, as of 1% to 300% higher or 50% to 200% higher and similar). Velocity is measured or calculated based on a measured feed load density at 60°C in 1 atm (101.33 kPa) and based on the smallest cross-sectional area present in the feed load piping being measured. Such feedload supply piping may include any length of piping in a feedload heater at and/or after which the feedload temperature has been raised to a value exceeding approximately 300°C and prior to transport in a portion of additional supply piping extending from the feed load heater to the reactor. For example, the feed load speed may have an absolute minimum value in the feed load supply piping not less than 0.2 m/s, and/or optionally, a maximum variability of the feed load speed in the supply piping power load can be, for example, ±20%, or ±10%, or ±5%, or ±1%%, or ±0.5%, considering all points along the supply piping power load.

O controle de incrustações utilizando pressurização de carga de alimentação, pelo menos em parte, pode incluir pressurizar a carga de alimentação rendendo negro de fumo, por exemplo, em uma pressão maior do que aproximadamente 1.000 kPa, ou maior do que aproximadamente 2.000 kPa, ou maior do que aproximadamente 3.000 kPa, ou maior do que aproximadamente 4.000 kPa, ou maior do que aproximadamente 5.000 kPa, ou de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 18.000 kPa, ou de aproximadamente 2.000 a aproximadamente 18.000 kPa, ou de aproximadamente 4.000 a aproximadamente 18.000 kPa, ou de aproximadamente 5.000 a aproximadamente 18.000 kPa ou mais. As pressões de carga de alimentação da presente invenção são fornecidas como pressões absolutas. A pressão (primeira pressão) é a pressão medida no ponto antes da introdução no aquecedor para pré-aquecimento. A pressão através do(s) aquecedor(es) que pré-aquece a carga de alimentação e/ou posteriormente ao(s) ponto(s) de introdução no reator pode ser igual ou diferente da primeira pressão, como mais baixa do que a primeira pressão (por exemplo, pelo menos 1% mais baixa, pelo menos 2% mais baixa, pelo menos 3% mais baixa, pelo menos 5% mais baixa, pelo menos 7% mais baixa, pelo menos 10% mais baixa, pelo menos 15% mais baixa, pelo menos 20% mais baixa, como de 1% a 25% mais baixa ou de 3% a 20% mais baixa e similar). As medições de pressão de manômetro devem ser ajustadas em valores absolutos em um modo conhecido para fazer comparações com as faixas mostradas aqui. A pressão de carga de alimentação pode ser medida ou sentida em um ou mais pontos ao longo da tubulação de fornecimento de carga de alimentação a partir do ponto no qual a temperatura de carga de alimentação foi elevada até um valor que excede aproximadamente 300°C até a extremidade de descarga da tubulação de fornecimento onde a carga de alimentação é introduzida no reator. Essa tubulação de fornecimento de carga de alimentação pode incluir qualquer extensão de tubagem em um aquecedor de carga de alimentação em e após o que a temperatura da carga de alimentação foi elevada a um valor que excede aproximadamente 300°C e antes do transporte em uma porção de tubulação de fornecimento adicional estendendo a partir do aquecedor de carga de alimentação até o reator. A pressão pode tender diretamente com a temperatura de carga de alimentação para controle de incrustações. Por exemplo, uma pressão de carga de alimentação de 1.000 kPa pode ser adequada para controlar incrustações em uma temperatura de carga de alimentação de 300°C, ao passo que uma pressão aumentada maior do que 1.000 kPa, como 2.000 kPa ou mais, pode ser mais útil para fornecer o mesmo nível de controle de incrustações se a temperatura de carga de alimentação for aumentada para 500°C, todas as outras coisas iguais.Fouling control using feedstock pressurization, at least in part, may include pressurizing the feedstock yielding carbon black, for example, at a pressure greater than approximately 1,000 kPa, or greater than approximately 2,000 kPa, or greater than approximately 3,000 kPa, or greater than approximately 4,000 kPa, or greater than approximately 5,000 kPa, or from approximately 1,000 to approximately 18,000 kPa, or from approximately 2,000 to approximately 18,000 kPa, or from approximately 4,000 to approximately 18,000 kPa, or from approximately 5,000 to approximately 18,000 kPa or more. The feed load pressures of the present invention are given as absolute pressures. Pressure (first pressure) is the pressure measured at the point before introduction into the heater for preheating. The pressure across the heater(s) that preheats the feed load and/or later to the point(s) of introduction into the reactor may be equal to or different from the first pressure, such as lower than the first pressure (e.g. at least 1% lower, at least 2% lower, at least 3% lower, at least 5% lower, at least 7% lower, at least 10% lower, at least 15% lower, at least 20% lower, such as 1% to 25% lower or 3% to 20% lower and similar). Gauge pressure measurements must be set to absolute values in a known manner to make comparisons with the ranges shown here. Feed load pressure may be measured or felt at one or more points along the feed load supply piping from the point at which the feed load temperature has been raised to a value that exceeds approximately 300°C to the discharge end of the supply pipeline where the feed load is introduced into the reactor. Such feedload supply piping may include any length of piping in a feedload heater at and after which the temperature of the feedload has been raised to a value exceeding approximately 300°C and prior to transport in a portion of additional supply piping extending from the feed load heater to the reactor. Pressure can directly trend with feed load temperature for scale control. For example, a feed load pressure of 1000 kPa may be adequate to control fouling at a feed load temperature of 300°C, whereas an increased pressure greater than 1000 kPa, such as 2000 kPa or more, can be most useful for providing the same level of fouling control if the feed load temperature is increased to 500°C, all other things being equal.

O controle de incrustações utilizando um tempo de permanência de carga de alimentação total baixo pode ser utilizado. O tempo de permanência de carga de alimentação total pode ser o tempo combinado gasto pelo menos em um aquecedor para pré-aquecimento incluindo o tempo onde a carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida gasta antes de introdução no reator. O tempo de permanência total pode ser, por exemplo, menor do que aproximadamente 120 minutos, ou menor do que aproximadamente 90 minutos, ou menor do que aproximadamente 60 minutos, ou menor do que aproximadamente 45 minutos, ou menor do que aproximadamente 30 minutos, ou menor do que aproximadamente 15 minutos ou menor do que 10 minutos, ou menor do que 5 minutos, ou menor do que 4 minutos, ou menor do que 3 minutos, ou menor do que 2 minutos, ou menor do que 1 minuto, ou menor do que 30 segundos, ou menor do que 15 segundos, ou de aproximadamente 1/60 minuto a aproximadamente 120 minutos, ou de aproximadamente 0,5 minuto a aproximadamente 120 minutos, ou de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 90 minutos, ou de aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 60 minutos, ou de aproximadamente 3 minutos a aproximadamente 45 minutos, ou de aproximadamente 4 minutos a aproximadamente 30 minutos, ou de 5 a 30 minutos, ou de 5 a 40 minutos, ou de 10 a 30 minutos, ou de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 15 minutos. o tempo de permanência pode ser um valor médio ou um valor máximo ou um valor mínimo. O tempo de permanecia de carga de alimentação pode ser determinado do ponto no qual a temperatura de carga de alimentação foi elevada até um valor que excede aproximadamente 300°C até o ponto onde carga de alimentação é introduzida no reator. O tempo de permanência pode tender inversamente com a temperatura de carga de alimentação. Por exemplo, um tempo de permanência de carga de alimentação de até aproximadamente 120 minutos pode ser tolerado sem problemas de incrustações em uma temperatura de carga de alimentação de 310°C, ao passo que o tempo de permanência pode ser preferivelmente reduzido para menos do que 120 minutos para fornecer o mesmo nível de controle de incrustações se a temperatura de carga de alimentação for aumentada para 500°C, todas as outras coisas iguais.Fouling control utilizing a low total feed load dwell time can be utilized. The total feed charge dwell time may be the combined time spent on at least one heater for preheating including the time the feed charge yielding preheated carbon black spends prior to introduction into the reactor. The total dwell time may be, for example, less than approximately 120 minutes, or less than approximately 90 minutes, or less than approximately 60 minutes, or less than approximately 45 minutes, or less than approximately 30 minutes, or less than approximately 15 minutes or less than 10 minutes or less than 5 minutes or less than 4 minutes or less than 3 minutes or less than 2 minutes or less than 1 minute or less than 30 seconds, or less than 15 seconds, or approximately 1/60th minute to approximately 120 minutes, or approximately 0.5 minute to approximately 120 minutes, or approximately 1 minute to approximately 90 minutes, or approximately 2 minutes to approximately 60 minutes, or from approximately 3 minutes to approximately 45 minutes, or from approximately 4 minutes to approximately 30 minutes, or from 5 to 30 minutes, or from 5 to 40 minutes, or from 10 to 30 minutes, or from approximately 5 minutes to approximately 15 minutes. the dwell time can be an average value or a maximum value or a minimum value. The feed load dwell time can be determined from the point at which the feed load temperature has been raised to a value that exceeds approximately 300°C to the point where the feed load is introduced into the reactor. The dwell time may tend inversely with the feed load temperature. For example, a feed load dwell time of up to approximately 120 minutes can be tolerated without fouling problems at a feed load temperature of 310°C, while the dwell time can preferably be reduced to less than 120 minutes to provide the same level of scale control if the feed load temperature is increased to 500°C, all other things being equal.

O controle de incrustações durante pré-aquecimento da carga de alimentação, por exemplo, em um aquecedor de carga de alimentação, pode incluir uso de um aquecedor que opera em um fluxo de calor médio, por exemplo, maior do que aproximadamente 10 kW/m2, ou maior do que aproximadamente 20 kW/m2, ou maior do que aproximadamente 30 kW/m2, ou maior do que aproximadamente 50 kW/m2, ou maior do que aproximadamente 100 kW/m2, ou de aproximadamente 10 kW/m2 a aproximadamente 150 kW/m2 (ou mais), ou de aproximadamente 20 a aproximadamente 150 kW/m2, ou de aproximadamente 30 a aproximadamente 100 kW/m2, ou de aproximadamente 40 a aproximadamente 75 kW/m2, ou de aproximadamente 50 a aproximadamente 70 kW/m2. A operação em um fluxo de calor mais elevado pode ser vista como uma medida de controle de incrustações, porque o fluxo de calor mais elevado resulta na carga de alimentação rendendo negro de fumo para aquecimento mais rápido e/ou permite um tempo de permanência mais curto no aquecedor uma vez que menos tempo é necessário para atingir a temperatura de pré-aquecimento alvo.Fouling control during feed load preheating, e.g. in a feed load heater, may include use of a heater operating at an average heat flux, e.g. greater than approximately 10 kW/m2 , or greater than approximately 20 kW/m2, or greater than approximately 30 kW/m2, or greater than approximately 50 kW/m2, or greater than approximately 100 kW/m2, or from approximately 10 kW/m2 to approximately 150 kW/m2 (or more), or from approximately 20 to approximately 150 kW/m2, or from approximately 30 to approximately 100 kW/m2, or from approximately 40 to approximately 75 kW/m2, or from approximately 50 to approximately 70 kW /m2. Operating at a higher heat flux can be viewed as a scale control measure, because the higher heat flux results in the feed load yielding carbon black for faster heating and/or allowing for a shorter dwell time. on the heater as less time is required to reach the target preheat temperature.

O controle de incrustações utilizando uma superfície não catalítica a craqueamento (por exemplo, craqueamento térmico) e/ou polimerização de hidrocarbonetos em paredes internas contatando a carga de alimentação da tubulação de fornecimento de carga de alimentação, pelo menos em parte, pode incluir, por exemplo, uma ou mais camada(s) de revestimento de proteção, como um revestimento cerâmico (por exemplo, sílica, alumina, óxido de cromo).Fouling control using non-catalytic surface cracking (e.g. thermal cracking) and/or hydrocarbon polymerization on inner walls contacting the feed load of the feed load supply pipeline, at least in part, may include, for example, for example one or more protective coating layer(s), such as a ceramic coating (e.g. silica, alumina, chromium oxide).

O controle de incrustações utilizando alimentação periódica na tubulação de um gás de purgação através da tubulação de fornecimento de carga de alimentação pode incluir injetar um oxidante para carbono (por exemplo, CO2, oxigênio, vapor, misturas de ar e vapor) na tubulação de fornecimento de carga de alimentação em um ponto ou pontos acessíveis ao longo da tubulação de carga de alimentação. O gás de purgação pode ser introduzido em uma temperatura de 150°C ou mais elevada ou excedendo 300°C à jusante de qualquer meio de bombeamento de carga de alimentação líquida. A velocidade de vapor através da tubulação de purgação pode ser, por exemplo, pelo menos aproximadamente 6 m/s. Quaisquer água parada da carga de alimentação pode ser eliminada de modo que a purgação imediatamente sopre toda a carga de alimentação no reator. O gás de purgação pode ser introduzido à montante de um aquecedor de carga de alimentação para assegurar adicionalmente todas as tubulações de fornecimento expostas a temperaturas de processo que excedem 300°C são tratadas.Fouling control using periodic feeding into the pipeline of a purge gas through the feed load supply pipeline may include injecting an oxidant to carbon (e.g. CO2, oxygen, steam, air and steam mixtures) into the supply pipeline. supply load at an accessible point or points along the supply load pipeline. Purge gas may be introduced at a temperature of 150°C or higher or exceeding 300°C downstream of any liquid feed load pumping means. The steam velocity through the purge piping can be, for example, at least approximately 6 m/s. Any standing water from the feedstock can be eliminated so that the purge immediately blows the entire feedstock into the reactor. Purge gas may be introduced upstream of a feed load heater to further ensure all supply pipelines exposed to process temperatures in excess of 300°C are treated.

Como indicado, o controle de incrustações por remoção de coque a partir das tubulações de carga de alimentação pode incluir, por exemplo, fragmentação ou raspagem mecânica. Fragmentação, por exemplo, pode envolver resfriamento de uma tubulação em linha revestida com coque de modo que pelo menos algum do coque depositado no lado interno do tubo descasca ou de outro modo se liberta das paredes internas do tubo visto que o tubo contrai em tamanho durante resfriamento. O coque frouxo pode ser retirado por lavagem para fora do tubo, e o tubo fragmentado está pronto para uso novamente. Durante fragmentação, a carga de alimentação pode ser desviada do tubo a ser fragmentado, como utilizando válvulas, através de uma tubulação de alimentação ou tubulações de alimentação on-line alternadas para o reator fornecido no aparelho. Após ser limpo, o tubo fragmentado está pronto para uso novamente. Outro método de limpar coque depositado para fora dos tubos de carga de alimentação pode envolver mover um raspador mecânico através do tubo para remover mecanicamente o coque a partir do interior dos tubos. Durante raspagem mecânica, a carga de alimentação pode ser desviada, como utilizando válvulas, através de uma tubulação de alimentação ou tubulações de alimentação online alternadas para o reator fornecido no aparelho, durante o tempo onde o tubo retirado off-line para limpeza está temporariamente fora de serviço. Fragmentação e/ou raspagem mecânica, se utilizado, pode ser realizado periodicamente nas tubulações de fornecimento de carga de alimentação.As indicated, scale control by removing coke from the feeder pipelines may include, for example, shredding or mechanical scraping. Fragmentation, for example, may involve cooling a coke-lined in-line pipeline so that at least some of the coke deposited on the inside of the tube peels off or otherwise breaks free from the inside walls of the tube as the tube contracts in size during cooling. Loose coke can be washed out of the tube, and the shredded tube is ready for use again. During shredding, the feed load can be diverted from the pipe to be shredded, such as using valves, through a feed pipe or alternate online feed pipes to the reactor provided in the apparatus. After being cleaned, the shredded tube is ready for use again. Another method of cleaning deposited coke out of the feed charge tubes may involve moving a mechanical scraper through the tube to mechanically remove the coke from the interior of the tubes. During mechanical scraping, the feed load can be diverted, such as using valves, through a feed line or alternate online feed lines to the reactor provided in the apparatus, during the time when the tube taken offline for cleaning is temporarily out. of service. Shredding and/or mechanical scraping, if used, may be carried out periodically on the feed load supply pipes.

A carga de alimentação rendendo negro de fumo que pode ser processada em temperaturas elevadas com controle de incrustações utilizando a presente invenção pode incluir genericamente quaisquer cargas de alimentação de óleo ou líquido de hidrocarboneto úteis para produção de negro de fumo. Cargas de alimentação de líquido apropriadas incluem, por exemplo, hidrocarbonetos insaturados, hidrocarbonetos saturados, olefinas, aromáticos e outros hidrocarbonetos como querosenes, naftalenos, terpenos, alcatrões de etileno, alcatrões de hulha, resíduos de craqueador, e materiais de ciclo aromático, ou quaisquer combinações dos mesmos. As cargas de alimentação podem ser, por exemplo, óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueador de etileno, óleo contendo asfalteno, ou quaisquer combinações dos mesmos. O tipo de carga de alimentação pode afetar comportamento das incrustações. As químicas podem variar entre os tipos diferentes de carga de alimentação e/ou em um tipo de carga de alimentação. Com base em experiência e teste de laboratório, óleo de decantação, óleo de coqueificador, alcatrões de hulha, e resíduos de craqueador de etileno, por exemplo, todos podem incrustar em várias temperaturas acima de aproximadamente 300°C. Resíduos de craqueador de etileno (ECR), por exemplo, podem ser relativamente elevados em asfaltenos. Outros tipos de carga de alimentação também podem conter asfaltenos e/ou ter químicas sujeitas a outros mecanismos de resíduos.The feedstock yielding carbon black that can be processed at elevated temperatures with fouling control using the present invention may generally include any oil or hydrocarbon liquid feedstock useful for producing carbon black. Suitable liquid feedstocks include, for example, unsaturated hydrocarbons, saturated hydrocarbons, olefins, aromatics and other hydrocarbons such as kerosenes, naphthalenes, terpenes, ethylene tars, coal tars, cracker residues, and aromatic cycle materials, or any combinations thereof. The feedstocks can be, for example, settling oil, coal tar product, ethylene cracker residue, asphaltene-containing oil, or any combination thereof. The type of feed load can affect scale behavior. Chemistry may vary between different types of feedstock and/or within one type of feedstock. Based on experience and laboratory testing, settling oil, coker oil, coal tars, and ethylene cracker residues, for example, can all foul at various temperatures above approximately 300°C. Ethylene Cracker Residues (ECR), for example, can be relatively high in asphaltenes. Other types of feedstock may also contain asphaltenes and/or have chemicals subject to other waste mechanisms.

O teor de asfalteno da carga de alimentação pode ser, por exemplo, de 0% a aproximadamente 30% em peso, ou pelo menos aproximadamente 0,5% em peso, ou pelo menos aproximadamente 1% em peso, ou pelo menos aproximadamente 2% em peso, ou pelo menos aproximadamente 3% em peso, ou de aproximadamente 1% a aproximadamente 10% em peso ou de aproximadamente 2% a aproximadamente 7,5% em peso, ou de aproximadamente 2,5% a aproximadamente 5% em peso, com base no peso total de carga de alimentação. A carga de alimentação pode ter um ponto de ebulição inicial, por exemplo, de aproximadamente 160°C a aproximadamente 500°C, ou de aproximadamente 180°C a aproximadamente 450°C, ou de aproximadamente 200°C a aproximadamente 400°C, ou de 225°C a aproximadamente 350°C. O ponto de ebulição inicial se refere à temperatura na qual o primeiro componente de carga de alimentação (da carga de alimentação) evapora. A carga de alimentação pode ter um ponto de ebulição de faixa média, por exemplo, de aproximadamente 380°C a aproximadamente 800°C, ou de aproximadamente 400°C a aproximadamente 500°C, ou de aproximadamente 425°C a aproximadamente 475°C, ou de 440°C a aproximadamente 460°C. o ponto de ebulição de faixa média se refere à temperatura na qual 50% de componentes de carga de alimentação evaporaram. A carga de alimentação pode ter um ponto de ebulição final, por exemplo, de aproximadamente 600°C a aproximadamente 900°C, ou de aproximadamente 625°C a aproximadamente 725°C, ou de aproximadamente 650°C a aproximadamente 700°C, ou de 670°C a aproximadamente 690°C. o ponto de ebulição final se refere à temperatura na qual 100% de componentes de carga de alimentação evaporaram. Outros pontos de ebulição inicial, de faixa média e/ou final podem se aplicar, dependendo da escolha e química da carga de alimentação. Faixas exemplares de combinações das variáveis de processo de controle de incrustações são dadas na tabela 1. Tabela 1

Figure img0001
(1) Carga de alimentação pré-aquecida antes do reator (2) Através do aquecedor com base em condições de teste de 60°C a 1 atm (3) Antes do aquecedorThe asphaltene content of the feedstock may be, for example, from 0% to approximately 30% by weight, or at least approximately 0.5% by weight, or at least approximately 1% by weight, or at least approximately 2% by weight, or at least approximately 3% by weight, or from approximately 1% to approximately 10% by weight, or from approximately 2% to approximately 7.5% by weight, or from approximately 2.5% to approximately 5% by weight , based on the total weight of the power supply. The feedstock may have an initial boiling point, for example from approximately 160°C to approximately 500°C, or from approximately 180°C to approximately 450°C, or from approximately 200°C to approximately 400°C, or from 225°C to approximately 350°C. The initial boiling point refers to the temperature at which the first component of the feedstock (of the feedstock) evaporates. The feed charge may have a mid-range boiling point, for example from approximately 380°C to approximately 800°C, or from approximately 400°C to approximately 500°C, or from approximately 425°C to approximately 475° C, or from 440°C to approximately 460°C. the mid-range boiling point refers to the temperature at which 50% of the feedstock components have evaporated. The feedstock may have a final boiling point, for example from approximately 600°C to approximately 900°C, or from approximately 625°C to approximately 725°C, or from approximately 650°C to approximately 700°C, or from 670°C to approximately 690°C. the final boiling point refers to the temperature at which 100% of the feedstock components have evaporated. Other early, mid-range and/or late boiling points may apply, depending on choice and feedstock chemistry. Exemplary ranges of combinations of scale control process variables are given in Table 1. Table 1
Figure img0001
(1) Preheated feed load before reactor (2) Through heater based on test conditions from 60°C to 1 atm (3) Before heater

Em vista da orientação acima descrita e outra fornecida aqui, combinações apropriadas de variáveis de processo para fornecer controle de incrustações para as tubulações de fornecimento de carga de alimentação pré- aquecida podem ser determinadas em um modo direto por uma pessoa versada.In view of the above-described guidance and other provided herein, appropriate combinations of process variables to provide fouling control for the preheated feed load supply pipelines can be determined in a straightforward manner by a skilled person.

Os métodos da presente invenção podem ser utilizados com reatores de negro de fumo de forno com adaptações e modificações como relacionado aqui. Os métodos da presente invenção podem ser postos em prática, por exemplo, em um reator de negro de fumo de forno modular, também mencionado como “em estágios”. Reatores de forno em estágio que podem ser adaptados ou modificados para pôr em prática a presente invenção são mostrados, por exemplo, nas Patentes US números 3.922.335; 4.383.973; 5.190.739; 5.877.250; 5.904.762; 6.153.684; 6.156.837; 6.403.695; e 6.485.693 B1, todos os quais são incorporados na íntegra a título de referência aqui. O controle de incrustações fornecido pela presente invenção pode permitir como opção, pelo menos uma porção do pré-aquecimento de carga de alimentação a ser realizada por aquecimento da carga de alimentação com calor gerado pelo reator de forno de um ou mais locais do reator. Esse benefício é ilustrado nas discussões seguintes com referência a várias figuras.The methods of the present invention can be used with furnace carbon black reactors with adaptations and modifications as listed herein. The methods of the present invention can be put into practice, for example, in a modular furnace carbon black reactor, also referred to as "staged". Stage furnace reactors that can be adapted or modified to practice the present invention are shown, for example, in US Patent Nos. 3,922,335; 4,383,973; 5,190,739; 5,877,250; 5,904,762; 6,153,684; 6,156,837; 6,403,695; and 6,485,693 B1, all of which are incorporated by reference in their entirety herein. The fouling control provided by the present invention may optionally allow at least a portion of the feedstock preheating to be performed by heating the feedstock with heat generated by the furnace reactor from one or more reactor locations. This benefit is illustrated in the following discussions with reference to various figures.

A presente invenção também se refere a um aparelho para produzir negro de fumo. O aparelho ou sistema inclui: um reator para combinar uma corrente de gás aquecido e pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo para formar uma corrente de reação na qual negro de fumo é formado no reator; pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação para fornecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação ao reator para combinar a carga de alimentação com a corrente de gás aquecido; pelo menos um aquecedor de carga de alimentação operável para pré-aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo fornecida em pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos aproximadamente 300°C; pelo menos uma bomba operável para pressurizar a carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão maior do que aproximadamente 1.000 kPa antes da carga de alimentação ser pré-aquecida a pelo menos aproximadamente 300°C e para fornecer uma velocidade de carga de alimentação no aquecedor de carga de alimentação de pelo menos aproximadamente 0,2 m/s, ou ambos; e um resfriador brusco para resfriar o negro de fumo na corrente de reação.The present invention also relates to an apparatus for producing carbon black. The apparatus or system includes: a reactor for combining a stream of heated gas and at least one feed charge yielding carbon black to form a reaction stream in which carbon black is formed in the reactor; at least one feed load supply pipeline for supplying the feed load yielding carbon black to at least one feed load introduction point to the reactor to combine the feed load with the heated gas stream; at least one feedstock heater operable to preheat the feedstock yielding carbon black supplied in at least one feedstock supply pipeline to a temperature of at least approximately 300°C; at least one pump operable to pressurize the feedstock yielding carbon black at a pressure greater than approximately 1000 kPa before the feedstock is preheated to at least approximately 300°C and to provide a feedrate velocity in the feed load heater of at least approximately 0.2 m/s, or both; and a blast chiller to cool the carbon black in the reaction stream.

O aparelho é operável para fornecer um tempo de permanência de carga de alimentação pelo menos em um aquecedor de carga de alimentação e pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação antes da introdução ao reator para a carga de alimentação pré- aquecida a pelo menos aproximadamente 300°C que é menor do que aproximadamente 120 minutos.The apparatus is operable to provide a feed charge dwell time in at least one feed charge heater and at least one feed charge supply pipeline prior to introduction to the reactor to the feed charge preheated to at least approximately 300°C which is less than approximately 120 minutes.

O pelo menos um aquecedor de carga de alimentação pode ser como mencionado acima e pode ser ou incluir um trocador de calor operável para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo em um fluxo de calor médio maior do que aproximadamente 10 kW/m2.The at least one feedstock heater may be as mentioned above and may be or include a heat exchanger operable to heat the feedstock yielding carbon black at an average heat flux greater than approximately 10 kW/m 2 .

O pelo menos um aquecedor de carga de alimentação pode ser posicionado no reator a ser contatável pela corrente de reação operável para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C, como pelo menos 370°C. Pelo menos um aquecedor de carga de alimentação pode ser posicionado em contato (direta ou indiretamente) com pelo menos uma porção do reator operável para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C, como pelo menos 370°C. Pelo menos um aquecedor de carga de alimentação pode ser ou incluir um trocador de calor posicionado no reator à jusante do resfriador brusco, onde o trocador de calor inclui paredes adaptadas para serem aquecidas pela corrente de reação em um primeiro lado da mesma e adaptado para ser contatado por carga de alimentação em um lado oposto do mesmo antes da carga de alimentação ser fornecida a pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação, onde a carga de alimentação é aquecível a uma temperatura de pelo menos 300°C, como pelo menos 370°C no trocador de calor. O aparelho pode incluir pelo menos um trocador de calor para um portador de calor em fluxo posicionado no reator a ser contatado pela corrente de reação, e pelo menos um aquecedor de carga de alimentação é externa ao reator e operável para permutar calor do portador de calor em fluxo que saiu do trocador de calor com a carga de alimentação no aquecedor de carga de alimentação para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C, como pelo menos 370°C. Pelo menos um aquecedor de carga de alimentação pode ser operável para permutar calor de um fluxo de gás residual de um reator (um reator que recebe a carga de alimentação de pré-aquecimento ou uma diferente) para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C, como pelo menos 370°C. O aparelho pode incluir um aquecedor de plasma operável para aquecer um fluxo de gás aquecível a plasma para fornecer pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido. O aparelho pode incluir superfície não catalítica em algumas ou todas as paredes contatando carga de alimentação do aquecedor de carga de alimentação e/ou paredes internas contatando a carga de alimentação de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação, onde a superfície é não catalítica a craqueamento térmico ou polimerização de hidrocarbonetos. O aparelho pode incluir revestimento cerâmico não catalítico nas paredes contatando carga de alimentação do aquecedor de carga de alimentação e/ou paredes internas contatando a carga de alimentação de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação. O aparelho pode incluir pelo menos uma fonte de gás de purgação, como um oxidante para carbono e pelo menos um ponto de introdução de gás de purgação pelo menos em uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação operável para purgar periodicamente pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação com o gás de purgação. O reator pode ser operável para combinar carga de alimentação e corrente de gás aquecido para formar continuamente negro de fumo no reator por pelo menos aproximadamente 12 horas.The at least one feed charge heater may be positioned in the reactor to be contactable by the reaction current operable to heat the feed charge to a temperature of at least 300°C, such as at least 370°C. At least one feed load heater may be positioned in contact (directly or indirectly) with at least a portion of the reactor operable to heat the feed load to a temperature of at least 300°C, such as at least 370°C. At least one feed load heater may be or include a heat exchanger positioned in the reactor downstream of the shear cooler, where the heat exchanger includes walls adapted to be heated by the reaction stream on a first side thereof and adapted to be contacted by a feed load on an opposite side thereof before the feed load is supplied to at least one feed load supply pipeline, where the feed load is heatable to a temperature of at least 300°C, such as at least 370°C in the heat exchanger. The apparatus may include at least one heat exchanger for a flowing heat carrier positioned in the reactor to be contacted by the reaction stream, and at least one feed load heater is external to the reactor and operable to exchange heat from the heat carrier. in flow leaving the heat exchanger with the feed load on the feed load heater to heat the feed load to a temperature of at least 300°C, such as at least 370°C. At least one feed charge heater may be operable to exchange heat from a waste gas stream from a reactor (a reactor receiving the preheat feed charge or a different one) to heat the feed charge to a temperature of at least 300°C, such as at least 370°C. The apparatus may include a plasma heater operable to heat a plasma-heatable gas stream to supply at least a portion of the heated gas stream. The apparatus may include non-catalytic surface on some or all of the walls contacting the feed load of the feed load heater and/or inner walls contacting the feed load of at least one feed load supply pipe, where the surface is not catalytic to thermal cracking or hydrocarbon polymerization. The apparatus may include non-catalytic ceramic coating on the feed load contacting walls of the feed load heater and/or inner walls contacting the feed load of at least one feed load supply pipeline. The apparatus may include at least one source of purge gas, such as an oxidizer for carbon, and at least one purge gas introduction point into at least one operable load supply line to periodically purge at least one supply line. supply charge with the purge gas. The reactor may be operable to combine feed load and hot gas stream to continuously form carbon black in the reactor for at least approximately 12 hours.

Como exemplo, a figura 1 mostra uma porção de um tipo de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para fornecer negros de fumo onde pelo menos uma porção do pré- aquecimento inclui aquecer uma carga de alimentação rendendo negro de fumo com a corrente de reação no reator para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C. Uma ou mais das abordagens de controle de incrustações indicadas é aplicada ao esquema de processo mostrado na figura 1 para suportar o uso de tal carga de alimentação pré-aquecida.As an example, Figure 1 shows a portion of a type of furnace carbon black reactor that may be used in a process of the present invention to supply carbon blacks where at least a portion of the preheat includes heating a feedstock. yielding carbon black with the reaction stream in the reactor to heat the feedstock to a temperature greater than approximately 300°C. One or more of the indicated fouling control approaches is applied to the process schematic shown in Figure 1 to support the use of such a preheated feed load.

Com referência à figura 1, o negro de fumo da presente invenção pode ser produzido em um reator de negro de fumo de forno 2, tendo uma zona de combustão 10, que tem uma zona opcional de diâmetro convergente, 11, uma zona(s) de injeção de carga de alimentação 12, e uma zona(s) de reação 13. Uma primeira zona de resfriamento brusco 14 segue a zona de reação 13. Diâmetros e comprimentos úteis dessas várias zonas que podem ser utilizadas podem ser selecionados com referência às patentes acima indicadas incorporadas a título de referência. Para produzir os negros de fumo, gases de combustão quentes são gerados na zona de combustão 10, por reagir um combustível gasoso ou líquido com um oxidante apropriado como ar, oxigênio, misturas de ar e oxigênio ou similar. Entre os combustíveis apropriados para uso na reação com o fluxo de oxidante na zona de combustão 10, para gerar os gases de combustão quentes são incluídos quaisquer dos fluxos de gás, vapor e/ou líquido prontamente combustíveis como gás natural, hidrogênio, monóxido de carbono, metano, acetileno, alcoóis ou querosene. É genericamente preferido, entretanto, utilizar combustíveis tendo um teor elevado de componentes contendo carbono e, em particular, hidrocarbonetos. A razão estequiométrica de ar para gás natural utilizada para produzir os negros de fumo da presente invenção pode ser de aproximadamente 0,6:1 até infinito ou de aproximadamente 1:1 (razão estequiométrica) até infinito. Para facilitar a geração de gases de combustão quentes, o fluxo oxidante pode ser pré-aquecido. A corrente de gás de combustão quente flui à jusante das zonas 10 e 11 para dentro das zonas 12 e 13 e então 14. A direção do fluxo de gases de combustão quentes é mostrada na figura 1 pela seta. Carga de alimentação rendendo negro de fumo 15 é introduzida no ponto 16 localizado na zona 12. A carga de alimentação pode ser introduzida através de uma sonda(s), radialmente para dentro através de uma pluralidade de aberturas posicionadas na parede da zona 12 no ponto 16, ou uma combinação dos dois. A carga de alimentação pode ser introduzida axial ou radialmente através de uma sonda(s) axialmente inserida(s) através do queimador em qualquer lugar nas zonas 11, 12 e/ou 13 (operação "stinger"). Apropriadas para uso no presente documento como os tipos de cargas de alimentação de hidrocarboneto que fornecem negro de fumo, que podem ser prontamente volatilizáveis sob as condições da reação, incluem as cargas de alimentação anteriormente indicadas. Pontas de queimador/reator podem ser mais suscetíveis a erosão em temperaturas de carga de alimentação elevadas. Materiais como liga de metal STELLITE® 6, por exemplo, podem ser utilizados para estender a vida da ponta.Referring to Figure 1, the carbon black of the present invention can be produced in a carbon black furnace reactor 2, having a combustion zone 10, which has an optional zone of converging diameter, 11, a zone(s) injection of feed charge 12, and a reaction zone(s) 13. A first quench zone 14 follows the reaction zone 13. Diameters and working lengths of these various zones that can be used can be selected with reference to patents above are incorporated by reference. To produce carbon blacks, hot combustion gases are generated in the combustion zone 10 by reacting a gaseous or liquid fuel with an appropriate oxidant such as air, oxygen, mixtures of air and oxygen or the like. Suitable fuels for use in reacting with the oxidant stream in the combustion zone 10 to generate the hot flue gases include any readily combustible gas, steam and/or liquid streams such as natural gas, hydrogen, carbon monoxide , methane, acetylene, alcohols or kerosene. It is generally preferred, however, to use fuels having a high content of carbon-containing components and, in particular, hydrocarbons. The stoichiometric ratio of air to natural gas used to produce the carbon blacks of the present invention can be from approximately 0.6:1 to infinity or from approximately 1:1 (stoichiometric ratio) to infinity. To facilitate the generation of hot flue gases, the oxidant stream can be preheated. The stream of hot flue gas flows downstream from zones 10 and 11 into zones 12 and 13 and then 14. The direction of flow of hot flue gases is shown in Figure 1 by the arrow. Feed charge yielding carbon black 15 is introduced at point 16 located in zone 12. The feed charge may be introduced through a probe(s), radially inwardly through a plurality of openings positioned in the wall of zone 12 at point 16, or a combination of the two. The feed load can be introduced axially or radially through a probe(s) axially inserted through the burner anywhere in zones 11, 12 and/or 13 ("stinger" operation). Suitable for use herein as the types of hydrocarbon feedstocks that provide carbon black, which may be readily volatilizable under the reaction conditions, include the previously noted feedstocks. Burner/reactor tips may be more susceptible to erosion at high feed load temperatures. Materials such as STELLITE® 6 metal alloy, for example, can be used to extend tip life.

Como mostrado na figura 1, a carga de alimentação rendendo negro de fumo 15 é pré-aquecida a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C antes de ser introduzida no reator 2. A carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida é fornecida pelo menos em uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação 17 para pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação 16 no reator 2. Após introdução, a carga de alimentação combina com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação ao qual negro de fumo é formado no reator. O negro de fumo na corrente de reação pode ser saturado em uma ou mais zonas. Por exemplo, no local de resfriamento brusco 18 da zona de resfriamento brusco 14, fluido de resfriamento brusco é injetado que pode incluir água, e que pode ser utilizado para completamente ou essencialmente completamente parar a pirólise da carga de alimentação rendendo negro de fumo, ou somente parcialmente resfriar a carga de alimentação sem parar a pirólise seguido por um resfriamento brusco secundário (não mostrado) utilizado para parar a pirólise da carga de alimentação rendendo negro de fumo.As shown in Figure 1, the carbon black yielding feedstock 15 is preheated to a temperature greater than approximately 300°C before being introduced into the reactor 2. The preheated carbon black yielding feedstock is provided at least one pipeline supplying feed load 17 to at least one feed load introduction point 16 in reactor 2. Upon introduction, the feed load combines with the heated gas stream to form a reaction stream to which carbon black is formed in the reactor. The carbon black in the reaction stream may be saturated in one or more zones. For example, in the quench location 18 of the quench zone 14, quench fluid is injected which may include water, and which can be used to completely or essentially completely stop the pyrolysis of the feedstock yielding carbon black, or only partially cool the feedstock without stopping the pyrolysis followed by a secondary quench (not shown) used to stop the pyrolysis of the feedstock yielding carbon black.

Como também mostrado na figura 1, o aquecedor de carga de alimentação pode incluir um trocador de calor 19 (HXR), que pode ter paredes de aquecedor (não mostradas), como utilizado em desenhos de trocador de calor conhecidos, aquecidas pela corrente de reação em um primeiro lado da mesma e contatando carga de alimentação em um lado oposto da mesma antes da carga de alimentação ser fornecida a pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação. Como indicado, a carga de alimentação é aquecida no trocador de calor a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C. Embora mostrado disposto à jusante de um resfriador brusco, o trocador de calor de carga de alimentação pode ser localizado à montante do resfriador brusco na corrente de reação, com a condição de que o aquecedor tenha uma construção que possa tolerar e operar em temperaturas de pré-resfriamento brusco mais elevadas no reator. O aquecedor de carga de alimentação pode ser disposto para estar em contato físico com pelo menos uma porção do reator, por exemplo, como uma bobina ou tubagem alojada em e ou contra e em contato com uma parede ou paredes aquecidas do reator, para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C. Embora não mostrado na figura 1, o trocador de calor pode aquecer opcionalmente a carga de alimentação a uma temperatura intermediária (por exemplo, acima de 250°C ou 50°C a 350°C, ou outras temperaturas abaixo da temperatura pré-aquecida objetivo) ou ser utilizado para obter a temperatura de pré-aquecimento acima de 300°C, e então um trocador de calor adicional ou aquecedor externo ou interno ao reator pode ser utilizado para aquecer até a temperatura de pré-aquecimento final.As also shown in Figure 1, the feed load heater may include a heat exchanger 19 (HXR), which may have heater walls (not shown), as used in known heat exchanger designs, heated by the reaction stream. on a first side thereof and contacting feed load on an opposite side thereof before the feed load is supplied to at least one feed load supply pipeline. As indicated, the feed load is heated in the heat exchanger to a temperature greater than approximately 300°C. Although shown downstream of a shear chiller, the feed charge heat exchanger may be located upstream of the shear chiller in the reaction stream, provided the heater is of construction that can tolerate and operate at preheat temperatures. -sudden cooling higher in the reactor. The feed charge heater may be arranged to be in physical contact with at least a portion of the reactor, for example, as a coil or piping housed in and or against and in contact with a heated reactor wall or walls, to heat the reactor. power load at a temperature greater than approximately 300°C. Although not shown in Figure 1, the heat exchanger can optionally heat the feed load to an intermediate temperature (e.g. above 250°C or 50°C to 350°C, or other temperatures below the target preheated temperature ) or be used to get the preheat temperature above 300°C, then an additional heat exchanger or heater external or internal to the reactor can be used to heat up to the final preheat temperature.

A corrente de reação no reator pode ter uma temperatura em resfriamento brusco, por exemplo, de aproximadamente 600°C a aproximadamente 2.000°C, ou de aproximadamente 800°C a aproximadamente 1.800°C, ou de aproximadamente 1.000°C a aproximadamente 1.500°C, ou outras temperaturas elevadas que refletem uma reação exotérmica extrema que é gerada no reator de forno. A presente invenção pode fornecer permuta de calor de carga de alimentação com o calor exotérmico elevado gerado pelas reações no reator sem problemas de incrustações originando nas tubulações de fornecimento de carga de alimentação. A presente invenção desse modo pode tornar exeqüível aperfeiçoar recuperação de energia e poupar custos de matéria prima em comparação com produção de negro de fumo convencional que opera em temperaturas de carga de alimentação muito mais baixas.The reaction stream in the reactor may have a temperature on quenching, for example from approximately 600°C to approximately 2000°C, or from approximately 800°C to approximately 1800°C, or from approximately 1000°C to approximately 1500°C. C, or other elevated temperatures that reflect an extreme exothermic reaction that is generated in the furnace reactor. The present invention can provide feedstock heat exchange with the high exothermic heat generated by the reactions in the reactor without fouling problems originating in the feedstock supply pipes. The present invention thus may make it feasible to improve energy recovery and save raw material costs compared to conventional carbon black production operating at much lower feedstock temperatures.

Como também mostrado na figura 1, pelo menos uma bomba 20 pode ser instalada em linha na tubulação de carga de alimentação à montante do aquecedor de carga de alimentação 19 utilizada para elevar a temperatura de carga de alimentação a um valor que excede 300°C. a bomba pode ser utilizada para pressurizar a carga de alimentação antes de entrar no aquecedor de carga de alimentação. Desse modo, a carga de alimentação já pode ser pressurizada no momento onde a temperatura de carga de alimentação é aumentada para valores elevados onde os problemas de incrustações na tubulação de fornecimento de carga de alimentação de outro modo poderiam originar na ausência da pressurização ou outras abordagens de controle de incrustações indicadas. Como a carga de alimentação normalmente pode experimentar uma queda de pressão durante passagem através do aquecedor de carga de alimentação sob condições de operação normal (por exemplo, uma queda de pressão de 0 a aproximadamente 2.000 kPa), dependendo, por exemplo, do desenho do trocador de calor e modo de operação, qualquer pressurização aplicada à carga de alimentação como medida de controle de incrustações deve compensar qualquer queda de pressão que possa ocorrer ou ser esperada ocorrer em um trocador de calor de carga de alimentação, bem como qualquer outra queda de pressão que ocorre ou pode ser esperada ocorrer nos tubos de tubulação de fornecimento ou outros condutos utilizados para transportar a carga de alimentação pré- aquecida para o reator, particularmente se necessário para manter a pressão de carga de alimentação em um valor de faixa pré-alvo. Embora somente uma única tubulação de fornecimento de carga de alimentação e ponto de injeção de carga de alimentação no reator seja ilustrada na figura 1, e em outras figuras aqui, para fins de simplificar as ilustrações, entende-se que múltiplas tubulações de fornecimento de carga de alimentação e pontos de injeção no reator podem ser utilizadas às quais os controles de incrustações indicados também podem ser aplicados.As also shown in Figure 1, at least one pump 20 may be installed in-line in the feed load piping upstream of the feed load heater 19 used to raise the feed load temperature to a value exceeding 300°C. the pump can be used to pressurize the feed load before entering the feed load heater. In this way, the feed load can already be pressurized at the moment when the feed load temperature is increased to high values where the problems of fouling in the feed load supply piping could otherwise originate in the absence of pressurization or other approaches. of fouling control indicated. As the feed load can normally experience a pressure drop during passage through the feed load heater under normal operating conditions (e.g. a pressure drop from 0 to approximately 2000 kPa), depending on, for example, the design of the feed load heat exchanger and mode of operation, any pressurization applied to the feed load as a scale control measure must compensate for any pressure drop that may occur or can be expected to occur in a feed load heat exchanger, as well as any other drop in pressure. pressure that occurs or can be expected to occur in the supply piping tubes or other conduits used to transport the preheated feed load to the reactor, particularly if necessary to maintain the feed load pressure within a pre-target range value . Although only a single feed load supply pipe and feed load injection point in the reactor is illustrated in Figure 1, and in other figures here, for the purpose of simplifying the illustrations, it is understood that multiple load supply pipes feed lines and reactor injection points can be used to which the indicated fouling controls can also be applied.

Após a mistura de gases de combustão quentes e carga de alimentação rendendo negro de fumo ser resfriada bruscamente, os gases resfriados passam à jusante em quaisquer etapas de resfriamento e separação convencionais pelo que o negro de fumo é recuperado. A separação do negro de fumo da corrente de gás pode ser prontamente realizada por dispositivos convencionais como precipitador, separador de ciclone ou filtro de saco. Com relação a resfriamento brusco total das reações para formar o produto de negro de fumo final, qualquer processo convencional para resfriar bruscamente a reação à jusante da introdução da carga de alimentação rendendo negro de fumo pode ser utilizado e é conhecido por aqueles versados na técnica. Por exemplo, um fluido de resfriamento brusco pode ser injetado que pode ser água ou outros fluidos apropriados para parar a reação química.After the hot flue gas mixture and feedstock yielding carbon black is quenched, the cooled gases pass downstream in any conventional cooling and separation steps whereby the carbon black is recovered. The separation of the carbon black from the gas stream can be readily accomplished by conventional devices such as a precipitator, cyclone separator or bag filter. With respect to quenching the entire reactions to form the final carbon black product, any conventional process for quenching the reaction downstream of the introduction of the feedstock yielding carbon black can be used and is known to those skilled in the art. For example, a hard cooling fluid can be injected which can be water or other appropriate fluids to stop the chemical reaction.

A figura 2 mostra uma porção de outro tipo de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo onde pelo menos uma porção do pré-aquecimento inclui contatar um trocador de calor 21 com a corrente de reação no reator onde um meio de calor em fluxo ou portador 28, como vapor ou nitrogênio, fluindo através do trocador de calor é aquecido no reator, e o vapor aquecido (por exemplo, vapor superaquecido) então passa para fora do trocador de calor e reator e é canalizado através de um aquecedor de carga de alimentação separado 22 posicionado externo ao reator onde operável para permutar calor com a carga de alimentação no aquecedor de carga de alimentação para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C, como 370°C ou maior.Figure 2 shows a portion of another type of furnace carbon black reactor that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks where at least a portion of the preheat includes contacting a heat exchanger 21 with the reaction stream in the reactor where a flowing heat medium or carrier 28, such as steam or nitrogen, flowing through the heat exchanger is heated in the reactor, and the heated steam (e.g. superheated steam) then passes out of the heat exchanger. heat and reactor and is channeled through a separate feed load heater 22 positioned external to the reactor where operable to exchange heat with the feed load in the feed load heater to heat the feed load to a temperature greater than approximately 300°C. °C, such as 370°C or greater.

A figura 3 mostra uma porção de outro tipo de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção para produzir negros de fumo onde pelo menos uma porção do pré-aquecimento inclui contatar um aquecedor de carga de alimentação 23 com gás residual que saiu do reator para aquecer a carga de alimentação no aquecedor de carga de alimentação a uma temperatura maior do que aproximadamente 300°C (ou pelo menos parcialmente até a temperatura alvo).Figure 3 shows a portion of another type of furnace carbon black reactor that may be used in a process of the present invention to produce carbon blacks where at least a portion of the preheat includes contacting a feed charge heater 23. with residual gas exiting the reactor to heat the feed charge in the feed charge heater to a temperature greater than approximately 300°C (or at least partially to the target temperature).

A figura 4 mostra outro tipo de reator de negro de fumo de forno que pode ser utilizado em um processo da presente invenção onde a corrente de gás aquecido inclui ainda pelo menos em parte ou totalmente um gás aquecido 24 que foi aquecido pelo menos em parte ou totalmente utilizando um aquecedor de plasma 25. O aquecimento de plasma do gás pode ser realizado, por exemplo, de acordo com métodos conhecidos por aqueles versados na técnica. Um maçarico de plasma pode ser utilizado, por exemplo, como mostrado na Patente US número 5.486.674, cuja revelação integral é pelo presente incorporado a título de referência, e pode-se fazer referência a aquecimento de plasma mostrado nas Patentes US números 4.101.639 e 3.288.696, cujas revelações integrais são pelo presente incorporados a título de referência.Figure 4 shows another type of furnace carbon black reactor that can be used in a process of the present invention where the heated gas stream further includes at least in part or all of a heated gas 24 that has been heated at least in part or entirely using a plasma heater 25. Plasma heating of the gas can be carried out, for example, according to methods known to those skilled in the art. A plasma torch may be used, for example, as shown in US Patent Number 5,486,674, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference, and reference may be made to plasma heating shown in US Patent Numbers 4,101. 639 and 3,288,696, the entire disclosures of which are hereby incorporated by reference.

Como também mostrado na figura 4, a carga de alimentação pode ser indiretamente aquecida por um meio de aquecimento (por exemplo, vapor) que permutou calor com a corrente de reação no trocador de calor 26 no reator, ou alternativamente, a carga de alimentação pode ser diretamente aquecida no trocador de calor 26 no reator como mostrado pelas linhas tracejadas.As also shown in Figure 4, the feedstock may be indirectly heated by a heating medium (e.g. steam) which has exchanged heat with the reaction stream in heat exchanger 26 in the reactor, or alternatively, the feedstock may be directly heated in the heat exchanger 26 in the reactor as shown by the dashed lines.

O projeto do trocador de calor utilizado para pré- aquecer a carga de alimentação, em ou fora do reator, nesses vários esquemas de processo da presente invenção pode ter qualquer desenho de trocador de calor convencional, como invólucro e tubo, invólucro e bobina, placa e armação, e similar. Onde o trocador de calor tem uma configuração de bobina em linha, tubo de relação 80 e joelhos podem ser utilizados, por exemplo, ara a bobina em linha para evitar problemas de erosão/corrosão. Além disso, um passo constante entre tubos pode ser utilizado na construção da tubulação de bobina em linha e a bobina pode utilizar a seção transversal inteira do coletor de gás combustível. Coeficientes de transferência de calor para bobinas em linha podem variar significativamente para tipos diferentes e usinas diferentes.The heat exchanger design used to preheat the feed load, in or out of the reactor, in these various process schemes of the present invention can have any conventional heat exchanger design, such as shell and tube, shell and coil, plate and frame, and the like. Where the heat exchanger has an in-line coil configuration, 80 ratio tube and elbows can be used, eg for in-line coil to avoid erosion/corrosion issues. In addition, a constant pitch between tubes can be used in the construction of in-line coil piping, and the coil can utilize the entire cross-section of the combustible gas collector. Heat transfer coefficients for in-line coils can vary significantly for different types and different plants.

Além disso, quaisquer das cargas de alimentação para os esquemas de processo e métodos, descritos, podem conter materiais ou composições adicionais que são comumente utilizadas para fazer negro de fumo convencional. O método da presente invenção pode incluir ainda introduzir pelo menos uma substância que é ou que contém pelo menos um elemento do Grupo IA e/ou Grupo IIA (ou íon do mesmo) da Tabela periódica. A sustância contendo pelo menos um elemento do Grupo Ia e/ou grupo IIa (ou íon do mesmo contém pelo menos um metal alcalino ou metal alcalino terroso. Os exemplos incluem lítio, sódio, potássio, rubídio, césio, frâncio, cálcio, bário, estrôncio, ou rádio ou combinações dos mesmos. Quaisquer misturas de um ou mais desses componentes podem estar presentes na substância. A substância pode ser um sólido, solução, dispersão, gás ou quaisquer combinações dos mesmos. Mais de uma substância tendo o metal de Grupo IA e/ou Grupo IIa igual ou diferente (ou íon do mesmo) pode ser utilizada. Se múltiplas substâncias forem utilizadas, as substâncias podem ser adicionadas juntas, separadamente, seqüencialmente, ou em locais de reação diferentes. Para fins da presente invenção, a substância pode ser o próprio metal (ou íon de metal), um composto contendo um ou mais desses elementos, incluindo um sal contendo um ou mais desses elementos e similares. A substância pode ser capaz de introduzir um metal ou íon de metal na reação que é contínua para formar o produto de negro de fumo. Para fins da presente invenção, a substância contendo pelo menos um metal do Grupo IA e/ou grupo IIa (ou íon do mesmo), se utilizada, pode ser introduzida em qualquer ponto no reator, por exemplo, antes do resfriamento brusco total. Por exemplo, a substância pode ser adicionada em qualquer ponto antes do resfriamento brusco total, incluindo antes da introdução da carga de alimentação rendendo negro de fumo em um primeiro estágio de reação; durante a introdução da carga de alimentação rendendo negro de fumo em um primeiro estágio de reação; após a introdução da carga de alimentação rendendo negro de fumo em um primeiro estágio de reação; antes de, durante ou imediatamente após a introdução de qualquer segunda carga de alimentação rendendo negro de fumo; ou qualquer etapa após a introdução de uma segunda carga de alimentação rendendo negro de fumo, porém antes do resfriamento brusco total. Mais de um ponto de introdução da substância pode ser utilizado.In addition, any of the feedstocks for the process schemes and methods described may contain additional materials or compositions that are commonly used to make conventional carbon black. The method of the present invention may further include introducing at least one substance that is or contains at least one Group IA and/or Group IIA element (or ion thereof) of the Periodic Table. The substance containing at least one Group Ia and/or Group IIa element (or ion thereof contains at least one alkali metal or alkaline earth metal. Examples include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium, calcium, barium, strontium, or radium or combinations thereof. Any mixtures of one or more of these components may be present in the substance. The substance may be a solid, solution, dispersion, gas or any combination thereof. More than one substance having the metal of Group The same or different IA and/or Group IIa (or ion thereof) may be used. If multiple substances are used, the substances may be added together, separately, sequentially, or at different reaction sites. For purposes of the present invention, the substance may be the metal itself (or metal ion), a compound containing one or more of these elements, including a salt containing one or more of these elements, and the like. The substance may be capable of introducing a metal or metal ion in the reaction which is continued to form the carbon black product. For the purposes of the present invention, the substance containing at least one Group IA metal and/or Group IIa metal (or ion thereof), if used, may be introduced at any point in the reactor, for example, prior to complete quenching. For example, the substance can be added at any point before quenching completely, including before the introduction of the feedstock yielding carbon black in a first reaction stage; during the introduction of the feedstock yielding carbon black in a first reaction stage; after introduction of the feedstock yielding carbon black in a first reaction stage; before, during or immediately after the introduction of any second feed yielding carbon black; or any step after the introduction of a second feed charge yielding carbon black, but before full quenching. More than one substance introduction point may be used.

A quantidade do metal de Grupo IA e/ou grupo IIA (ou íon do mesmo) contendo substância, se utilizada, pode ser qualquer quantidade desde que um produto de negro de fumo possa ser formado. As substâncias podem ser adicionadas em uma quantidade tal que 200 ppm ou mais do elemento ou íon do Grupo IA e/ou elemento do Grupo IIA (ou íon do mesmo) estejam presentes no produto de negro de fumo finalmente formado. Outras quantidades incluem aproximadamente 200 ppm a aproximadamente 20000 ppm ou mais e outras faixas podem ser de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 20.000 ppm, ou de aproximadamente 1.000 ppm a aproximadamente 20.000 ppm, ou de aproximadamente 5.000 ppm a aproximadamente 20.000 ppm, ou de aproximadamente 10.000 ppm a aproximadamente 20.000 ppm, ou de aproximadamente 300 ppm a aproximadamente 5.000 ppm, ou de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 3.000 ppm, ou de aproximadamente 750 ppm a aproximadamente 1.500 ppm, do elemento do Grupo IA e/ou Grupo IIA (ou íon do mesmo) presente no produto de negro de fumo que é formado. Esses níveis podem ser com relação à concentração de íon de metal. Essas quantidades do elemento de grupo IA e/ou grupo IIA (ou íon do mesmo) presentes no produto de negro de fumo que é formado podem ser com relação a um elemento ou mais de um elemento do Grupo IA e/ou grupo IIA (ou íon do mesmo) e seriam, portanto uma quantidade combinada dos elementos de grupo IA e/ou grupo IIA (ou íons do mesmo) presentes no produto de negro de fumo que é formado. Portanto, essas quantidades podem aplicar-se ao elemento/íon do grupo IA ou teor de elemento/íon de grupo IIA individualmente. A substância pode ser adicionada em qualquer modo. A substância pode ser adicionada do mesmo modo que uma carga de alimentação rendendo negro de fumo é introduzida. A substância pode ser adicionada como um gás, líquido ou sólido ou qualquer combinação dos mesmos. A substância pode ser adicionada em um ponto ou vários pontos e pode ser adicionada como um fluxo único ou uma pluralidade de fluxos. A substância pode ser misturada com a carga de alimentação, combustível e/ou oxidantes antes de ou durante sua introdução.The amount of the Group IA metal and/or Group IIA metal (or ion thereof) containing substance, if used, can be any amount so long as a carbon black product can be formed. Substances may be added in an amount such that 200 ppm or more of the Group IA element or ion and/or Group IIA element (or ion thereof) is present in the finally formed carbon black product. Other amounts include approximately 200 ppm to approximately 20,000 ppm or more and other ranges may be from approximately 500 ppm to approximately 20,000 ppm, or from approximately 1,000 ppm to approximately 20,000 ppm, or from approximately 5,000 ppm to approximately 20,000 ppm, or from approximately 10,000 ppm ppm to approximately 20,000 ppm, or from approximately 300 ppm to approximately 5,000 ppm, or from approximately 500 ppm to approximately 3,000 ppm, or from approximately 750 ppm to approximately 1,500 ppm, of the Group IA and/or Group IIA element (or same) present in the carbon black product that is formed. These levels can be relative to the metal ion concentration. Such amounts of the Group IA element and/or Group IIA element (or ion thereof) present in the carbon black product that is formed may be with respect to one or more than one Group IA and/or Group IIA element (or ion thereof) and would therefore be a combined amount of the group IA and/or group IIA elements (or ions thereof) present in the carbon black product that is formed. Therefore, these amounts may apply to the Group IA element/ion or Group IIA element/ion content individually. The substance can be added in any way. The substance can be added in the same way that a feedstock yielding carbon black is introduced. The substance may be added as a gas, liquid or solid or any combination thereof. The substance can be added at one point or several points and can be added as a single stream or a plurality of streams. The substance may be mixed with the feedstock, fuel and/or oxidants prior to or during its introduction.

Um método pelo qual uma substância que contém pelo menos um elemento do Grupo IA e/ou Grupo IIA (ou íon do mesmo) tal como, por exemplo, potássio pode ser introduzida na carga de alimentação é pela incorporação da substância à carga de alimentação. Em outro método, a substância é introduzida no reator separadamente a partir da carga de alimentação, tal como por utilização de uma varinha de injeção que se estende para dentro do reator. Adição de uma solução de potássio à carga de alimentação de alta temperatura, por exemplo, pode criar um risco de entupimento da ponta, tal como resultante da cintilação de potássio. A injeção de íons de potássio ou outro grupo IA e/ou II (ou seus íons) com uma varinha no queimador pode ser usada para atenuar este risco. Além disso, a utilização de uma varinha para a introdução de potássio em outros metais dos Grupos IA e/ou IIA (ou íons de metais dos mesmos) no reator, que apresenta aberturas maiores que as aberturas padrão pode ser feita para reduzir o risco de entupimento ou fornecer a limpeza de uma varinha na carga. Para reduzir o risco de danos ao forro do queimador quando se realiza algumas classificações elevadas de íon potássio do negro de fumo, a temperatura de carga de alimentação pode precisar ser reduzida a um valor mais baixo ainda na faixa > 300°C, de modo que os íons de potássio podem ser injetados no óleo. Para pré-aquecimento da carga de alimentação a > 300°C, uma forma solúvel em óleo alternativa de potássio pode ser usada, tal como, CATALYST® 460 HF, material da OM Group, que pode ser injetado diretamente na carga de alimentação. O material de CATALYST® 460 HF é um sal orgânico de potássio (neodecanoato de potássio), que é solúvel em carga de alimentação, portanto, não deve ser submetido ao mesmo risco de problemas de cintilação como com as soluções aquosas. Por conseguinte, os esquemas de processo da presente invenção com base na carga de alimentação de temperatura elevada e estratégias antiincrustações combinadas podem ser adaptados para serem compatíveis com o uso de modificadores de negro de fumo em processo, tais como aditivos de controle de estrutura (por exemplo, potássio ou outras fontes de metal alcalino/íon).One method by which a substance containing at least one Group IA and/or Group IIA element (or ion thereof) such as, for example, potassium can be introduced into the feedstock is by incorporating the substance into the feedstock. In another method, the substance is introduced into the reactor separately from the feed charge, such as by using an injection wand that extends into the reactor. Addition of a potassium solution to the high temperature feedstock, for example, can create a risk of tip clogging, such as resulting from potassium scintillation. Injection of potassium or other group IA and/or II ions (or their ions) with a wand into the burner can be used to mitigate this risk. In addition, the use of a wand to introduce potassium to other Group IA and/or IIA metals (or metal ions thereof) into the reactor, which has openings larger than standard openings, can be done to reduce the risk of clogging or provide cleaning a wand in the load. To reduce the risk of burner liner damage when performing some high carbon black potassium ion ratings, the feed charge temperature may need to be lowered even lower in the range > 300°C so that potassium ions can be injected into the oil. For preheating the feedstock to > 300°C, an alternative oil-soluble form of potassium can be used, such as CATALYST® 460 HF, material from OM Group, which can be injected directly into the feedstock. The material of CATALYST® 460 HF is an organic salt of potassium (potassium neodecanoate), which is soluble in feedstock, therefore, it should not be subjected to the same risk of scintillation problems as with aqueous solutions. Therefore, the process schemes of the present invention based on high temperature feed loading and combined antifouling strategies can be adapted to be compatible with the use of in-process carbon black modifiers such as structure control additives (e.g. (e.g. potassium or other alkali metal/ion sources).

As condições de pré-aquecimento da carga de alimentação e projetos que se tornaram plausíveis pela presente invenção podem prover vantagens e benefícios, tais como, por exemplo, recuperação de energia melhorada, economias de custos das matérias-primas, aumentos no negro de fumo, redução das emissões de dióxido de carbono, produção de negro e fumo estável ou contínua, produção para períodos de tempo industrialmente úteis em condições de temperatura de carga de alimentação elevada, ou quaisquer combinações dos mesmos. O aumento do pré-aquecimento da carga de alimentação a mais de 300°C pode ser esperado para reduzir os níveis de emissão de enxofre e NOx com base em uma taxa de massa em condições de produção constantes. A taxa de emissão por kg de negro de fumo deverá diminuir sob todas as condições operacionais. A concentração de emissão depende das condições de operação específicas escolhidas.The feed load preheat conditions and designs made plausible by the present invention can provide advantages and benefits such as, for example, improved energy recovery, raw material cost savings, increases in carbon black, reduction of carbon dioxide emissions, stable or continuous production of black and carbon, production for industrially useful time periods under high feed load temperature conditions, or any combination thereof. Increasing the feed load preheat to more than 300°C can be expected to reduce sulfur and NOx emission levels based on a mass ratio under constant production conditions. The emission rate per kg of carbon black is expected to decrease under all operating conditions. The emission concentration depends on the specific operating conditions chosen.

Além dos benefícios e vantagens previamente indicados, outros benefícios em potencial da carga de alimentação pré-aquecida podem ser obtidos de acordo com a presente invenção. Um mecanismo de aumento de rendimento pode resultar da pré-formação de sementes no processo de pirólise. Embora não desejando ser ligado a uma teoria específica, a carga de alimentação pode ser submetido as reações de desidrogenação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) e abstração de grupos não aromáticos durante a fase de pré-aquecimento. Espera-se que PAHs desidrogenados formem sementes mais rapidamente que o material original. Pressão elevada foi mostrada nos exemplos para controlar a taxa de desidrogenação. Pressão, tempo de residência, e/ou controle de temperatura, tal como detalhados no presente documento podem controlar a formação de moléculas de PAH grandes, que potencialmente seriam capazes de fornecer um mecanismo de controle para a produção de sementes de negro de fumo. Como indicado, a desvantagem de uma pirólise de carga de alimentação de alta temperatura é o potencial para a formação de coque e grânulos, que é atenuado ou prevenido na presente invenção, onde as condições de temperatura alta da carga de alimentação são combinadas com as abordagens de controle de incrustações no local. Um segundo mecanismo para aumento do rendimento pode ser, por exemplo, por evaporação flash da carga de alimentação pré-aquecida no reator de negro de fumo, sem resfriamento brusco do gás circundante. Evaporação de cintilação instantânea da carga de alimentação evitaria a necessidade de uso de gás de combustão do queimador para a atomização de carga de alimentação. Quando injetado em pressão próxima da atmosférica, no reator de negro de fumo, a carga de alimentação pré-aquecida para temperaturas excedendo o 300°C pode apresentar energia interna suficiente para autoevaporar e se misturar com os gases de combustão do queimador.In addition to the previously stated benefits and advantages, other potential benefits of the preheated feed load can be realized in accordance with the present invention. A yield increase mechanism may result from seed preformation in the pyrolysis process. While not wishing to be bound by a specific theory, the feedstock may be subjected to polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) dehydrogenation reactions and abstraction of non-aromatic groups during the preheating phase. Dehydrogenated PAHs are expected to form seeds faster than the parent material. High pressure was shown in the examples to control the rate of dehydrogenation. Pressure, residence time, and/or temperature control as detailed herein can control the formation of large PAH molecules, which would potentially be able to provide a control mechanism for carbon black seed production. As indicated, the disadvantage of a high temperature feedstock pyrolysis is the potential for coke and granule formation, which is attenuated or prevented in the present invention, where the high temperature conditions of the feedstock are combined with approaches on-site fouling control. A second mechanism for increasing yield may be, for example, by flash evaporation of the preheated feedstock in the carbon black reactor, without quenching the surrounding gas. Instantaneous scintillation evaporation from the feed charge would obviate the need to use combustion gas from the burner for feed charge atomization. When injected at near atmospheric pressure into the carbon black reactor, the feedstock preheated to temperatures exceeding 300°C can have sufficient internal energy to self-evaporate and mix with the combustion gases from the burner.

Qualquer tipo de classificação ASTM grau (por exemplo, N100 para N1000) ou outras classificações de negro de fumo podem ser feitas pela presente invenção. O negro de fumo obtido pelos processos da presente invenção pode ter uma ou mais propriedades únicas (ou propriedades benéficas) e/ou parâmetros devido à utilização de temperaturas de carga de alimentação de pré-aquecimento elevadas e/ou outros parâmetros do processo mencionados no presente documento. O negro de fumo obtido pelos métodos e disposições de equipamento da presente invenção pode ser usado em qualquer aplicação de utilização final, onde os negros de carbono convencionais são utilizados, por exemplo, tintas, pigmentos, produtos plásticos, vedantes, adesivos, revestimentos, produtos elastoméricos, toners, células de combustível, pneumáticos ou suas partes, peças moldadas, componentes eletrônicos, cabos, fios, ou suas partes, e semelhantes, usando quantidades convencionais ou inferiores.Any type of ASTM grade rating (eg N100 to N1000) or other carbon black ratings can be made by the present invention. The carbon black obtained by the processes of the present invention may have one or more unique properties (or beneficial properties) and/or parameters due to the use of high preheat feedstock temperatures and/or other process parameters mentioned herein. document. The carbon black obtained by the methods and equipment arrangements of the present invention can be used in any end-use application where conventional carbon blacks are used, for example, paints, pigments, plastic products, sealants, adhesives, coatings, elastomerics, toners, fuel cells, pneumatics or parts thereof, molded parts, electronic components, cables, wires, or parts thereof, and the like, using conventional or lesser amounts.

Uma vantagem que pode ser alcançada com a presente invenção é a formação de negros de fumo comercialmente aceitáveis tendo a mesma morfologia e/ou outros parâmetros como negro de fumo obtido de uma maneira convencional. Com a presente invenção, os negros de fumo comercialmente aceitáveis apresentam a mesma morfologia e/ou outros parâmetros são capazes de ser obtidos usando os processos da presente invenção. Como uma opção, uma vantagem pode ser obtida com a presente invenção é a formação de negros de carbono que têm uma quantidade muito menor de PAH. Uma quantidade de PAH inferior nos negros de carbono não altera o desempenho do negro de fumo e, geralmente, uma quantidade elevada de PAH é indesejável para uma variedade de razões. Com a presente invenção, um negro de fumo selecionado pode ser obtido apresentando a mesma morfologia ou essencialmente a mesma morfologia (isto é, um valor de morfologia dentro de uma variação de mais ou menos 5% em uma ou mais propriedades de morfologia ou essencialmente a mesma morfologia, tal como, OAN, COAN e semelhantes), como o negro de fumo selecionado obtido por um método convencional utilizando as mesmas condições do reator e cargas de alimentação (porém onde não ocorre o pré- aquecimento da carga de alimentação a temperaturas superiores a 300°C antes de fornecimento de carga de alimentação ao reator de negro de fumo). Os níveis de PAH de um negro de fumo selecionado da presente invenção podem ser reduzidos, em uma base de peso ppm, de 10% a 50%, de 20% a 50%, ou 30% a 100% ou mais com base em níveis de ppm, quando em comparação com o negro de fumo selecionado apresentando a mesma morfologia, porém preparado onde nenhum pré-aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo para mais de 300°C ocorre antes da entrada no reator de negro de fumo para formar o negro de fumo e usando as mesmas condições de reator e carga de alimentação. Além disso, os níveis de PAH no negro de fumo podem ser separados em três categorias de peso molecular (MW): PAHs de MW alto (superior ao peso médio de 250 MW); PAHs de MW médio (200 a 250 de peso médio MW); e PAHs de MW baixo (inferior a peso médio de 250 MW). A presente invenção tem a capacidade de reduzir um ou mais das quantidades de PAH de MW elevado e/ou médio de 10% a 50%, de 20% a 50%, ou a partir de 30% a 100% ou mais com base em níveis de ppm, quando comparado a um negro de fumo tendo a mesma morfologia, mas preparado onde nenhum pré-aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo para mais de 300°C antes da entrada no reator de negro de fumo para formar negro de fumo e usar as mesmas condições de reator e carga de alimentação. Além disso, a presente invenção tem a capacidade de reduzir muito a percentagem de PAHs MW alta (considerado o mais indesejável) a partir da quantidade total de PAH de um selecionado de negro de fumo, quando comparado com o negro de fumo selecionado tendo a mesma morfologia, mas preparado onde nenhum pré-aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo superior a 300°C ocorre antes da entrada no reator de negro de fumo para formar negro de carbono e usando as mesmas condições de reator e carga e alimentação. A porcentagem de PAHs de MW elevado da quantidade de PAH total pode ser reduzida em quantidades de 10% a 50%, de 20% a 50%, ou a partir de 30% a 100% ou mais com base nos níveis de ppm um negro de fumo selecionado, quando comparado ao negro de fumo selecionado tendo a mesma morfologia, porém preparado onde nenhum pré- aquecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo para mais de 300°C ocorre antes da entrada no reator de negro de fumo para formar negro de fumo e usando as mesmas condições de reação e carga de alimentação. As determinações acima foram feitas com base nos experimentos que compararam negros de fumo selecionados fabricados usando a presente invenção aos negros de fumo selecionados onde nenhum pré-aquecimento da carga e alimentação rendendo negro de fumo para mais de cerca de 300°C ocorre antes da entrada no reator de negro de fumo para formar negro de fumo, porém usando as mesmas condições de reação e carga de alimentação. Esta é uma vantagem significativa que pode ser obtida com a presente invenção.An advantage that can be achieved with the present invention is the formation of commercially acceptable carbon blacks having the same morphology and/or other parameters as carbon black obtained in a conventional manner. With the present invention, commercially acceptable carbon blacks exhibiting the same morphology and/or other parameters are capable of being obtained using the processes of the present invention. As an option, an advantage can be obtained with the present invention is the formation of carbon blacks which have a much lower amount of PAH. A lower amount of PAH in carbon blacks does not change the performance of the carbon black and, generally, a high amount of PAH is undesirable for a variety of reasons. With the present invention, a selected carbon black can be obtained having the same or essentially the same morphology (i.e., a morphology value within plus or minus 5% variation in one or more morphology properties or essentially the same morphology). same morphology, such as OAN, COAN and the like), as the selected carbon black obtained by a conventional method using the same reactor conditions and feed charges (but where preheating of the feed charge to higher temperatures does not occur at 300°C prior to supplying feed to the carbon black reactor). The PAH levels of a selected carbon black of the present invention can be reduced, on a ppm weight basis, from 10% to 50%, from 20% to 50%, or from 30% to 100% or more based on levels of ppm when compared to selected carbon black having the same morphology, but prepared where no preheating of the feedstock yielding carbon black to more than 300°C occurs prior to entering the carbon black reactor to form carbon black and using the same reactor and feed load conditions. In addition, PAH levels in carbon black can be separated into three molecular weight (MW) categories: high MW PAHs (greater than 250 MW average weight); Medium MW PAHs (200 to 250 MW average weight); and low MW PAHs (less than an average weight of 250 MW). The present invention has the ability to reduce one or more of the amounts of high and/or medium MW PAH from 10% to 50%, from 20% to 50%, or from 30% to 100% or more based on ppm levels when compared to a carbon black having the same morphology but prepared where no preheating of the feedstock yielding carbon black to more than 300°C prior to entering the carbon black reactor to form carbon black smoke and use the same reactor and feed load conditions. Furthermore, the present invention has the ability to greatly reduce the percentage of high MW PAHs (considered the most undesirable) from the total amount of PAH of a selected carbon black as compared to selected carbon black having the same morphology, but prepared where no preheating of the feedstock yielding carbon black greater than 300°C occurs prior to entering the carbon black reactor to form carbon black and using the same reactor and feed and feed conditions. The percentage of high MW PAHs from the total PAH amount can be reduced by amounts from 10% to 50%, from 20% to 50%, or from 30% to 100% or more based on the ppm levels of a black of selected carbon, when compared to selected carbon black having the same morphology, but prepared where no preheating of the feedstock yielding carbon black to more than 300°C occurs before entering the carbon black reactor to form black of smoke and using the same reaction conditions and feed load. The above determinations were made based on experiments that compared selected carbon blacks manufactured using the present invention to selected carbon blacks where no preheating of the charge and feed yielding carbon black to more than about 300°C occurs prior to inlet. in the carbon black reactor to form carbon black, but using the same reaction conditions and feed load. This is a significant advantage that can be obtained with the present invention.

A presente invenção inclui os seguintes aspectos/modalidades em qualquer ordem e/ou em qualquer combinação: 1. A presente invenção se refere a um método para a produção de negro de fumo compreendendo: introdução de uma corrente de gás aquecido ao reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo a pelo menos um aquecedor; pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito, pelo menos, um aquecedor a uma segunda temperatura superior a cerca de 300°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta uma velocidade no dito pelo menos um aquecedor que é pelo menos de 0,2 m/s e a velocidade é calculada com base na densidade de carga de alimentação medida a 60°C em 1 atm e a menor área de seção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito pelo menos um aquecedor e (b) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta um primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor de pelo menos cerca de 120 minutos; fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de negro de fumo para o reator de negro de fumo, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida apresenta um segundo tempo de residência saindo do dito pelo menos um aquecedor para imediatamente antes do ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo de menos de cerca de 120 minutos; e onde o dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação e dito segundo tempo de residência de carga de alimentação combinados são de 120 minutos ou menos; combinação de pelo menos a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos um ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação na qual o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação (por exemplo, resfriamento brusco) do negro de fumo na corrente de reação. 2. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a apresentar uma pressão superior a cerca de 1.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 3. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a apresentar uma pressão superior a cerca de 2.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 4. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão entre cerca de 2.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 5. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde a dita velocidade é pelo menos cerca de 1 m/s. 6. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde a dita velocidade é de pelo menos cerca de 1,6 m/s. 7. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueamento de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer combinação destes. 8. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo tem um ponto de ebulição inicial de cerca de 160°C a cerca de 500°C. 9. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pré- aquecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende aquecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito aquecedor que tem um trocador de calor operando a um fluxo de calor médio superior a cerca de 10 kW/m2. 10. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde pelo menos uma porção do dito pré-aquecimento ocorre no dito, pelo menos, um aquecedor que tem seu calor fornecido, pelo menos parcialmente, pelo calor gerado pelo dito reator de negro de fumo ou outro reator de negro de fumo ou ambos. 11. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito primeiro tempo de residência e segundo tempo de residência combinados são inferiores a 60 minutos. 12. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor troca calor com pelo menos uma porção do dito reator de negro de fumo. 13. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor contata dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo a jusante de um resfriador brusco, onde o dito pelo menos um aquecedor compreende um trocador de calor, com paredes aquecidas pela dita corrente de reação em um primeiro lado da mesma e contatando dita carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto da mesma. 14. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor inclui um trocador de calor que troca calor com dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo, onde um transportador de calor escoável que flui através do trocador de calor é aquecido, e o transportador de calor aquecido escoável passa através do dito pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para troca de calor do transportador de calor escoável com a carga de alimentação para aquecer a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo. 15. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor é pelo menos parcialmente aquecido com gás residual de negro de fumo a partir do dito reator de negro de fumo ou um reator de negro de fumo diferente, ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo. 16. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde a introdução da corrente de gás aquecido compreende o aquecimento por plasma de uma corrente de gás aquecida por plasma em um aquecedor de plasma para fornecer pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido. 17. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, provisão de uma superfície não catalítica nas paredes contatando a carga de alimentação rendendo negro de fumo do dito pelo menos um aquecedor e paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao dito reator de negro de fumo, onde a superfície é não catalítica ao craqueamento ou polimerização de hidrocarbonetos. 18. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito fornecimento compreende a provisão da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda alimentação periódica de um gás de purga compreendendo um oxidante para carbono através do pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo. 19. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, onde o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda injeção da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao reator de negro de fumo com cintilação pelo menos parcial da carga de alimentação rendendo negro de fumo. 20. O método de qualquer modalidade/característica/ aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e da corrente de gás aquecido no reator de negro de fumo para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas. 21. Um método para produção de negro de fumo compreendendo: introdução de uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresentando uma primeira temperatura abaixo de 360°C a pelo menos um aquecedor; pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito, pelo menos, um aquecedor para uma segunda temperatura de desde cerca de 360°C a cerca de 850°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma velocidade no dito pelo menos um aquecedor que é pelo menos de 0,2 m/s, e a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm e a menor área da seção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito, pelo menos, um aquecedor, e (b) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui um primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor inferior a cerca de 120 minutos; fornecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida em pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação do reator de negro de fumo, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida possui um segundo tempo de residência de carga de alimentação desde que sai do dito pelo menos um aquecedor para imediatamente antes do ponto de introdução ao referido reator de negro de fumo de menos de cerca de 120 minutos, e onde o dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação e dito segundo tempo de residência de carga de alimentação combinados são de cerca de 10 segundos a cerca de 120 minutos; combinação de pelo menos dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos um ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar um corrente de reação onde o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação de (por exemplo, por resfriamento brusco) o negro de fumo na corrente de reação. 22. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a apresentar uma pressão superior a cerca de 2.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 23. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a apresentar uma pressão superior a cerca de 3.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 24. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão entre cerca de 3.000 kPa cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 25. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita velocidade é pelo menos cerca de 1 m/s. 26. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita velocidade é de pelo menos cerca de 1,6 m/s. 27. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueamento de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer combinação destes. 28. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo tem um ponto de ebulição inicial de cerca de 160°C a cerca de 500°C. 29. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pré-aquecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende aquecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito aquecedor que tem um trocador de calor operando a um fluxo de calor médio superior a cerca de 20 kW/m2. 30. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde pelo menos uma porção do dito pré-aquecimento ocorre no dito, pelo menos, um aquecedor que tem seu calor fornecido, pelo menos parcialmente, pelo calor gerado pelo dito reator de negro de fumo ou outro reator de negro de fumo ou ambos. 31. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito primeiro tempo de residência e segundo tempo de residência combinados são inferiores a 60 minutos. 32. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor troca calor com pelo menos uma porção do dito reator de negro de fumo. 33. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor contata dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo a jusante de um resfriador brusco, onde o dito pelo menos um aquecedor compreende um trocador de calor, com paredes aquecidas pela dita corrente de reação em um primeiro lado da mesma e contatando dita carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto da mesma antes da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo. 34. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor inclui um trocador de calor que troca calor com dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo, onde um transportador de calor escoável que flui através do trocador de calor é aquecido, e o transportador de calor aquecido escoável passa através do dito pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para troca de calor do transportador de calor escoável com a carga de alimentação para aquecer a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo. 35. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor é pelo menos parcialmente aquecido com gás residual de negro de fumo a partir do dito reator de negro de fumo ou um reator de negro de fumo diferente, ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo. 36. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a introdução da corrente de gás aquecido compreende o aquecimento por plasma de uma corrente de gás aquecida por plasma em um aquecedor de plasma para fornecer pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido. 37. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, provisão de uma superfície não catalítica nas paredes contatando a carga de alimentação rendendo negro de fumo do dito pelo menos um aquecedor e paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao dito reator de negro de fumo, onde a superfície é não catalítica ao craqueamento ou polimerização de hidrocarbonetos. 38. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito fornecimento compreende a provisão da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda alimentação periódica de um gás de purga compreendendo um oxidante para carbono através do pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo. 39. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda injeção da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao reator de negro de fumo com cintilação pelo menos parcial da carga de alimentação rendendo negro de fumo. 40. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e da corrente de gás aquecido no reator de negro de fumo para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas. 41. Um método para a produção de negro de fumo compreendendo: introdução de uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresentando uma primeira temperatura abaixo de 450°C a pelo menos um aquecedor; pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito, pelo menos, um aquecedor a uma segunda temperatura superior a cerca de 450°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma velocidade no dito pelo menos um aquecedor que é pelo menos de 0,2 m/seg, e a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm (101,33 kPa) e a menor área da secção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito, pelo menos, um aquecedor, e (b) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta um primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor de desde 10 segundos a cerca de 120 minutos; fornecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação ao reator de negro de fumo, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré- aquecida tem um segundo tempo de residência de carga de alimentação desde que sai do dito pelo menos um aquecedor para imediatamente antes do ponto de introdução para o dito reator de negro de fumo de menos de cerca de 120 minutos, e onde o dito primeiro tempo de residência da carga de alimentação e dito segundo tempo de residência da carga de alimentação combinados são de 120 minutos ou menos; combinação de pelo menos dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos o ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação onde o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação (por exemplo, resfriamento brusco) o negro de fumo na corrente de reação. 42. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a apresentar uma pressão de cerca de 2.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 43. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a apresentar uma pressão de cerca de 3.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 44. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão entre cerca de barra de 4.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor. 45. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita velocidade é pelo menos cerca de 1 m/s. 46. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita velocidade é de pelo menos cerca de 1,6 m/s. 47. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueamento de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer combinação destes. 48. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo tem um ponto de ebulição inicial de cerca de 160°C a cerca de 500°C. 49. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pré-aquecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende aquecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito aquecedor que tem um trocador de calor operando a um fluxo de calor médio de cerca de 20 kW/m2 a cerca de 150 kW/m2. 50. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde pelo menos uma porção do dito pré-aquecimento ocorre no dito, pelo menos, um aquecedor que tem seu calor fornecido, pelo menos parcialmente, pelo calor gerado pelo dito reator de negro de fumo ou outro reator de negro de fumo ou ambos. 51. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito primeiro tempo de residência e o segundo tempo de residência combinados são inferiores a 60 minutos. 52. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor troca calor com pelo menos uma porção do dito reator de negro de fumo. 53. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor contata dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo a jusante de um resfriador brusco, onde o dito pelo menos um aquecedor compreende um trocador de calor, com paredes aquecidas pela dita corrente de reação em um primeiro lado da mesma e contatando dita carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto da mesma antes da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo. 54. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor inclui um trocador de calor que troca calor com a dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo, onde um transportador de calor escoável que flui através do trocador de calor é aquecido, e o transportador de calor aquecido escoável passa através do dito pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para troca de calor do transportador de calor escoável com a carga de alimentação para aquecer a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo. 55. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pelo menos um aquecedor é pelo menos parcialmente aquecido com gás residual de negro de fumo a partir do dito reator de negro de fumo ou um reator de negro de fumo diferente, ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo. 56. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde a introdução da corrente de gás aquecido compreende o aquecimento por plasma de uma corrente de gás aquecida por plasma em um aquecedor de plasma para fornecer pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido. 57. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, provisão de uma superfície não catalítica nas paredes contatando a carga de alimentação rendendo negro de fumo do dito pelo menos um aquecedor e paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao dito reator de negro de fumo, onde a superfície é não catalítica ao craqueamento ou polimerização de hidrocarbonetos. 58. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito fornecimento compreende a provisão da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda alimentação periódica de um gás de purga compreendendo um oxidante para carbono através do pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo. 59. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda injeção da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao reator de negro de fumo com cintilação pelo menos parcial da carga de alimentação rendendo negro de fumo. 60. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e da corrente de gás aquecido no reator de negro de fumo para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas. 61. Um método para a produção de negro de fumo compreendendo: introdução de uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresentando uma primeira temperatura abaixo de 300°C a pelo menos um aquecedor a uma primeira pressão superior a 1.000 kPa; pré-aquecimento da dita pelo menos um carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito, pelo menos, um aquecedor para uma segunda temperatura superior a cerca de 300°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma segunda pressão no dito pelo menos um aquecedor que é aproximadamente a mesma ou menor que a dita primeira pressão, tal como calculado com base na presunção da mesma área de seção transversal que a da carga de alimentação percorre durante a primeira pressão e segunda pressão e (b) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta um primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor inferior a cerca de 120 minutos; fornecimento da dita carga de alimentação de negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação no reator de negro de fumo, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré- aquecida apresenta um segundo tempo de residência de carga de alimentação desde que sai do dito pelo menos um aquecedor para imediatamente antes do ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo inferior a cerca de 120 minutos, e onde o dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação e dito segundo tempo de residência de carga de alimentação combinados são de 120 minutos ou menos; combinação de pelo menos dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos o ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação onde o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação (por exemplo, resfriamento brusco) do negro de fumo na corrente de reação. 62. Um método para a produção de negro de fumo compreendendo: introdução de uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresentando uma primeira temperatura abaixo de 300°C a pelo menos um aquecedor a uma primeira pressão superior a 1.000 kPa; pré-aquecimento da dita pelo menos um carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito, pelo menos, um aquecedor a uma segunda temperatura superior a cerca de 300°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo, onde o carbono, pelo menos, uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta i) uma segunda pressão no dito pelo menos um aquecedor que é aproximadamente a mesma ou menor que a dita primeira pressão primeiro e ii) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo tem uma velocidade no dito pelo menos um aquecedor que é pelo menos de 0,2 m/seg, e a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm e a menor área da secção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito, pelo menos, um aquecedor, e onde i) é calculada com base na mesma área de seção transversal na qual a carga de alimentação se desloca durante a primeira pressão e a segunda pressão; e fornecimento da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação ao reator de negro de fumo, combinação de pelo menos a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos o ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação onde o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação (por exemplo, resfriamento brusco) do negro de fumo na corrente de reação. 63. Um aparelho para a produção de negro de fumo compreendendo: um reator para a combinação de uma corrente de gás aquecido e, pelo menos, uma carga de alimentação rendendo negro de fumo para formar uma corrente de reação onde o negro de fumo é formado no reator; pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação para o fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação para o reator para combinar a carga de alimentação com a corrente de gás aquecido; pelo menos um aquecedor de carga de alimentação operável para pré-aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo fornecida na tubulação de fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos cerca de 300°C; pelo menos uma bomba operável para pressurizar a carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão superior a cerca de 1.000 kPa antes da carga de alimentação ser pré-aquecido a pelo menos cerca de 300°C e para proporcionar uma velocidade de carga de alimentação da carga de alimentação fornecida no aquecedor de carga de alimentação, pelo menos, um de pelo menos 0,2 m/s, onde a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm e a menor área da seção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito, pelo menos, um aquecedor; e opcionalmente, um resfriador brusco para o resfriamento brusco do negro de fumo na corrente de reação; onde o dito aparelho é adicionalmente operável para fornecer um tempo de residência de carga de alimentação no pelo menos um aquecedor de carga de alimentação e na pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação antes da introdução no reator da carga de alimentação pré- aquecida a pelo menos cerca de 300°C que é inferior a cerca de 120 minutos. 64. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação compreende um trocador de calor operável para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo em um fluxo de calor em média superior a cerca de 10 kW/m2. 65. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde pelo menos um aquecedor de uma carga de alimentação é posicionado dentro do reator a ser contatado pelo corrente de reação operável para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C. 66. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação está posicionado em contato com pelo menos uma porção do reator operável para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C. 67. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação compreende um trocador de calor colocado no interior do reator a jusante resfriador brusco, onde o dito trocador de calor compreende paredes adaptadas para serem aquecidas pela corrente de reação em seu primeiro lado e adaptadas para serem contatadas por carga de alimentação em um lado oposto das mesmas antes da carga de alimentação ser fornecida à pelo menos uma tubulação de fornecimento, onde a carga de alimentação é aquecida a uma temperatura de pelo menos 300°C no trocador de calor. 68. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, um trocador de calor para um transportador de calor escoável posicionado dentro do reator para ser contável pela corrente de reação, e o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação é externo ao reator e operável para troca de calor do transportador de calor escoável que saiu do trocador de calor com a carga de alimentação no aquecedor de carga de alimentação para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C. 69. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação é operável para trocar calor a partir de uma corrente de gás residual do reator para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C. 70. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, um aquecedor de plasma operável para aquecer uma corrente de gás de plasma que possa ser aquecida para proporcionar pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido. 71. Aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, superfície não catalítica sobre as paredes contatando a carga de alimentação do aquecedor de carga de alimentação e paredes internas contatando a carga de alimentação de pelo menos uma tubulação de fornecimento da carga de alimentação, onde a superfície é não-catalítica em relação ao craqueamento ou polimerização de hidrocarbonetos. 72. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, um revestimento cerâmico não catalítico nas paredes contatando a carga de alimentação do aquecedor de carga de alimentação e paredes internas contatando a carga de alimentação de pelo menos uma tubulação de fornecimento da carga de alimentação. 73. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, compreendendo, adicionalmente, pelo menos, uma fonte de gás de purga que compreende um oxidante para carbono e pelo menos um ponto de introdução de gás de purga na pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação, operável para limpar periodicamente a pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação com o gás de purga. 74. O aparelho de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito reator é operável para combinar carga de alimentação e corrente de gás aquecido para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas. 75. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pré-aquecimento evita a formação de película de vapor no dito, pelo menos, um aquecedor e/ou antes do fornecimento ao dito reator de negro de fumo. 76. O método de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito pré-aquecimento e/ou o dito fornecimento é realizado na ausência de uma queda de pressão de fuga com base em condições operacionais no estado estacionário. 77. O negro de fumo formado pelo método de qualquer modalidade/característica/aspecto precedente ou que se segue. 78. O negro de fumo de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito negro de fumo apresenta uma quantidade de PAH pelo menos 10% menor em comparação com um negro de fumo com a mesma morfologia fabricado em um método sem pré-aquecimento da carga de alimentação. 79. O negro de fumo de qualquer modalidade/ característica/aspecto precedente ou que se segue, onde o dito negro de fumo apresenta uma percentagem de quantidade alta de PAH MW com base na quantidade total de PAH pelo menos 10% menor em comparação com um negro de fumo com a mesma morfologia fabricado em um método sem o dito pré- aquecimento. 80. Método para a produção de negro de fumo, compreendendo: introdução de uma corrente de gás aquecido ao reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo a pelo menos um aquecedor; pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito, pelo menos, um aquecedor a uma segunda temperatura superior a cerca de 300°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta uma velocidade no dito pelo menos um aquecedor que é pelo menos de 0,2 m/s e a velocidade é calculada com base na densidade de carga de alimentação medida a 60°C em 1 atm e a menor área de seção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito pelo menos um aquecedor e (b) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo apresenta um primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor de pelo menos cerca de 120 minutos; fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a pelo menos um ponto de introdução de negro de fumo para o reator de negro de fumo, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida apresenta um segundo tempo de residência saindo do dito pelo menos um aquecedor para imediatamente antes do ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo de menos de cerca de 120 minutos; e onde o dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação e dito segundo tempo de residência de carga de alimentação combinados são de 120 minutos ou menos; onde o dito pré-aquecimento está em uma pressão suficiente que evita a formação de película de vapor no dito pelo menos um aquecedor ou antes do dito fornecimento ao dito reator de negro de fumo; combinação de pelo menos a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos um ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação na qual o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação do negro de fumo na corrente de reação. The present invention includes the following aspects/modalities in any order and/or in any combination: 1. The present invention relates to a method for producing carbon black comprising: introducing a stream of heated gas to the carbon black reactor smoke; supplying at least one carbon black yielding feed to the at least one heater; preheating said at least one carbon black yielding feed in said at least one heater at a second temperature greater than about 300°C to provide a preheated carbon black yielding feedstock, wherein ( a) at least one feedstock yielding carbon black has a velocity in said at least one heater that is at least 0.2 m/s and the velocity is calculated based on the feedstock density measured at 60°C in 1 atm and the smallest cross-sectional area of a feed charge pipeline present in said at least one heater and (b) at least one feed charge yielding carbon black exhibits a first feed charge residence time in said heater. at least about 120 minutes; supplying a preheated carbon black-yielding feedstock to at least one carbon black introduction point to the carbon black reactor, wherein said preheated carbon black-yielding feedstock exhibits a second residence time leaving said at least one heater for just before the point of introduction to said carbon black reactor of less than about 120 minutes; and wherein said first feed load residence time and said second feed load residence time combined are 120 minutes or less; combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least one point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream in which the carbon black is formed in said carbon black reactor; and recovering (eg, quenching) the carbon black in the reaction stream. 2. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feed charge yielding carbon black so that it has a pressure greater than about 1,000 kPa prior to entering said at least 1000 kPa. minus one heater. 3. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feed charge yielding carbon black so that it has a pressure greater than about 2000 kPa prior to entering said at least minus one heater. 4. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feedstock yielding carbon black at a pressure between about 2000 kPa to about 18,000 kPa before entering said at least one heater. 5. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said velocity is at least about 1 m/sec. 6. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said velocity is at least about 1.6 m/sec. 7. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said feedstock yielding carbon black comprises settling oil, coal tar product, ethylene cracking residue, asphaltene-containing oil, or any combination of these. 8. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said feedstock yielding carbon black has an initial boiling point of from about 160°C to about 500°C. 9. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said preheating at least one feedstock yielding carbon black comprises heating said feedstock yielding carbon black in said heater having a heat exchanger operating at an average heat flux greater than about 10 kW/m2. 10. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein at least a portion of said preheating takes place in said at least one heater which has its heat supplied, at least partially, by heat generated by the said carbon black reactor or another carbon black reactor or both. 11. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said first residence time and second residence time combined are less than 60 minutes. 12. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater exchanges heat with at least a portion of said carbon black reactor. 13. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater contacts said reaction stream in said carbon black reactor downstream of a flash cooler, wherein said at least one heater comprises a heat exchanger, with walls heated by said reaction stream on a first side thereof and contacting said feed charge yielding carbon black on an opposite side thereof. 14. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater includes a heat exchanger that exchanges heat with said reaction stream in said carbon black reactor, wherein a heat carrier flowable heat exchanger flowing through the heat exchanger is heated, and the flowable heated heat carrier passes through said at least one heater positioned external to the reactor and operable to exchange heat from the flowable heat carrier with the feed load to heat said power load yielding carbon black. 15. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater is at least partially heated with carbon black tail gas from said carbon black reactor or a carbon black reactor of different carbon, or both, to heat the feedstock yielding carbon black. 16. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein introducing the heated gas stream comprises plasma heating a plasma heated gas stream in a plasma heater to provide at least a portion of the heated gas stream. 17. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising providing a non-catalytic surface on the walls contacting the feed load yielding carbon black from said at least one heater and inner walls of at least a feedstock supply pipeline that supplies said feedstock yielding preheated carbon black to said carbon black reactor, where the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 18. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said supply comprises providing said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline which feeds said carbon black reactor, and said method further comprising periodically feeding a purge gas comprising an oxidant to carbon through the at least one feed charge supply line yielding carbon black. 19. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline which feeds said carbon black reactor, and said method further comprises injecting the preheated carbon black yielding feedstock into the carbon black reactor with at least partial scintillation of the carbon black yielding feedstock. 20. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising combining the feedstock yielding preheated carbon black and the stream of heated gas in the carbon black reactor to continuously form carbon black. smoke in the reactor for at least about 12 hours. 21. A method for producing carbon black comprising: introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor; supplying at least one feedstock yielding carbon black having a first temperature below 360°C to the at least one heater; preheating said at least one feedstock yielding carbon black in said at least one heater to a second temperature of from about 360°C to about 850°C to provide a feedstock yielding carbon black preheated, where (a) the at least one feedstock yielding carbon black has a velocity in said at least one heater that is at least 0.2 m/sec, and the velocity is calculated based on a density of feed load measured at 60°C at 1 atm and the smallest cross-sectional area of a feed load pipe present in said at least one heater, and (b) at least one feed load yielding black of smoke has a first feed load residence time in said heater of less than about 120 minutes; supplying said feedstock yielding preheated carbon black at at least one feedstock introduction point of the carbon black reactor, wherein said feedstock yielding preheated carbon black has a second residence time of feed load since leaving said at least one heater stops immediately before the point of introduction to said carbon black reactor of less than about 120 minutes, and wherein said first feed load residence time is said second combined feed load residence time are from about 10 seconds to about 120 minutes; combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least one point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream where carbon black is formed in the said carbon black reactor; and recovering (eg, by quenching) the carbon black in the reaction stream. 22. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feed charge yielding carbon black so that it has a pressure greater than about 2000 kPa before entering said at least minus one heater. 23. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feed charge yielding carbon black so that it has a pressure greater than about 3,000 kPa prior to entering said at least minus one heater. 24. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feedstock yielding carbon black at a pressure between about 3,000 kPa and about 18,000 kPa prior to entering said at least minus one heater. 25. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said velocity is at least about 1 m/sec. 26. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said velocity is at least about 1.6 m/sec. 27. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said feedstock yielding carbon black comprises settling oil, coal tar product, ethylene cracking residue, asphaltene-containing oil, or any combination of these. 28. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said feedstock yielding carbon black has an initial boiling point of from about 160°C to about 500°C. 29. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said preheating at least one feedstock yielding carbon black comprises heating said feedstock yielding carbon black in said heater having a heat exchanger operating at an average heat flux greater than about 20 kW/m2. 30. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein at least a portion of said preheating takes place in said at least one heater which has its heat supplied, at least partially, by heat generated by the said carbon black reactor or another carbon black reactor or both. 31. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said first residence time and second residence time combined are less than 60 minutes. 32. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater exchanges heat with at least a portion of said carbon black reactor. 33. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater contacts said reaction stream in said carbon black reactor downstream of a flash cooler, wherein said at least one heater comprises a heat exchanger, with walls heated by said reaction stream on a first side thereof and contacting said feed charge yielding carbon black on an opposite side thereof before said feed charge yielding carbon black. 34. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater includes a heat exchanger that exchanges heat with said reaction stream in said carbon black reactor, wherein a heat carrier flowable flowable heat exchanger is heated, and the flowable heated heat carrier passes through said at least one heater positioned external to the reactor and operable to exchange heat from the flowable heat carrier with the feed load to heat said power load yielding carbon black. 35. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater is at least partially heated with carbon black tail gas from said carbon black reactor or a carbon black reactor of different carbon, or both, to heat the feedstock yielding carbon black. 36. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein introducing the heated gas stream comprises plasma heating a plasma heated gas stream in a plasma heater to provide at least a portion of the heated gas stream. 37. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising providing a non-catalytic surface on the walls contacting the feed load yielding carbon black from said at least one heater and inner walls of at least a feedstock supply pipeline that supplies said feedstock yielding preheated carbon black to said carbon black reactor, where the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 38. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said supply comprises providing said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline feeding said feedstock carbon black reactor, and said method further comprises periodic feeding a purge gas comprising an oxidant to carbon through the at least one feed charge supply line yielding carbon black. 39. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipe which feeds said carbon black reactor, and said method further comprises injecting the preheated carbon black yielding feedstock into the carbon black reactor with at least partial scintillation of the carbon black yielding feedstock. 40. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising combining the feedstock yielding preheated carbon black and the stream of heated gas in the carbon black reactor to continuously form carbon black. smoke in the reactor for at least about 12 hours. 41. A method for producing carbon black comprising: introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor; supplying at least one feedstock yielding carbon black having a first temperature below 450°C to the at least one heater; preheating said at least one carbon black yielding feedstock in said at least one heater at a second temperature greater than about 450°C to provide a preheated carbon black yielding feedstock, wherein ( a) the at least one feed charge yielding carbon black has a velocity in said at least one heater that is at least 0.2 m/sec, and the velocity is calculated based on a feed charge density measured at 60°C at 1 atm (101.33 kPa) and the smallest cross-sectional area of a feed load piping present in said at least one heater, and (b) at least one feed load yielding black of smoke has a first feed charge residence time in said heater of from 10 seconds to about 120 minutes; supplying the feedstock yielding preheated carbon black to at least one feedstock introduction point to the carbon black reactor, wherein said feedstock yielding preheated carbon black has a second residence time of feed load since leaving said at least one heater stops immediately before the point of introduction to said carbon black reactor of less than about 120 minutes, and wherein said first feed load residence time is said second combined power load residence time is 120 minutes or less; combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least the point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream where carbon black is formed in the said carbon black reactor; and recovering (eg, quenching) the carbon black in the reaction stream. 42. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feedstock yielding carbon black to a pressure of from about 2,000 kPa to about 18,000 kPa prior to enter said at least one heater. 43. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feedstock yielding carbon black to have a pressure of from about 3,000 kPa to about 18,000 kPa prior to enter said at least one heater. 44. The method of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising pressurizing said feed charge yielding carbon black at a bar pressure between about 4,000 kPa to about 18,000 kPa before entering in said at least one heater. 45. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said velocity is at least about 1 m/sec. 46. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said velocity is at least about 1.6 m/sec. 47. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said feedstock yielding carbon black comprises settling oil, coal tar product, ethylene cracking residue, asphaltene-containing oil, or any combination of these. 48. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said feedstock yielding carbon black has an initial boiling point of from about 160°C to about 500°C. 49. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said preheating at least one feedstock yielding carbon black comprises heating said feedstock yielding carbon black in said heater having a heat exchanger operating at an average heat flow from about 20 kW/m2 to about 150 kW/m2. 50. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein at least a portion of said preheating takes place in said at least one heater which has its heat supplied, at least partially, by heat generated by the said carbon black reactor or another carbon black reactor or both. 51. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said first residence time and second residence time combined are less than 60 minutes. 52. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater exchanges heat with at least a portion of said carbon black reactor. 53. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater contacts said reaction stream in said carbon black reactor downstream of a flash cooler, wherein said at least one heater comprises a heat exchanger, with walls heated by said reaction stream on a first side thereof and contacting said feed charge yielding carbon black on an opposite side thereof before said feed charge yielding carbon black. 54. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater includes a heat exchanger which exchanges heat with said reaction stream in said carbon black reactor, wherein a flowable heat flowing through the heat exchanger is heated, and the flowable heated heat carrier passes through said at least one heater positioned external to the reactor and operable to exchange heat from the flowable heat carrier with the feed load to heat the reactor. said feed load yielding carbon black. 55. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said at least one heater is at least partially heated with carbon black tail gas from said carbon black reactor or a carbon black reactor of different carbon, or both, to heat the feedstock yielding carbon black. 56. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein introducing the heated gas stream comprises plasma heating a plasma heated gas stream in a plasma heater to provide at least a portion of the heated gas stream. 57. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising providing a non-catalytic surface on the walls contacting the feed load yielding carbon black from said at least one heater and inner walls of at least a feedstock supply pipeline that supplies said feedstock yielding preheated carbon black to said carbon black reactor, where the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 58. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said supply comprises providing said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline which feeds said carbon black reactor, and said method further comprising periodically feeding a purge gas comprising an oxidant to carbon through the at least one feed charge supply line yielding carbon black. 59. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline which feeds said carbon black reactor, and said method further comprises injecting the preheated carbon black yielding feedstock into the carbon black reactor with at least partial scintillation of the carbon black yielding feedstock. 60. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, further comprising combining the feedstock yielding preheated carbon black and the stream of heated gas in the carbon black reactor to continuously form carbon black. smoke in the reactor for at least about 12 hours. 61. A method for producing carbon black comprising: introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor; supplying at least one feedstock yielding carbon black having a first temperature below 300°C to at least one heater at a first pressure of greater than 1000 kPa; preheating said at least one carbon black yielding feedstock in said at least one heater to a second temperature greater than about 300°C to provide a preheated carbon black yielding feedstock, wherein ( a) the at least one feedstock yielding carbon black has a second pressure in said at least one heater that is approximately the same as or less than said first pressure, as calculated based on the assumption of the same cross-sectional area as that of the feed charge runs during the first press and second press and (b) the at least one feed charge yielding carbon black has a first feed charge residence time in said heater of less than about 120 minutes; supplying said preheated carbon black feedstock to at least one feedstock introduction point in the carbon black reactor, wherein said feedstock yielding preheated carbon black exhibits a second residence time of feed load since leaving said at least one heater stops immediately before the point of introduction to said carbon black reactor of less than about 120 minutes, and wherein said first feed load residence time is said second time combined power load residency is 120 minutes or less; combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least the point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream where carbon black is formed in the said carbon black reactor; and recovering (eg, quenching) the carbon black in the reaction stream. 62. A method for producing carbon black comprising: introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor; supplying at least one feedstock yielding carbon black having a first temperature below 300°C to at least one heater at a first pressure of greater than 1000 kPa; preheating said at least one carbon black yielding feed in said at least one heater at a second temperature of greater than about 300°C to provide a carbon black yielding feedstock, where the carbon at least at least one feedstock yielding carbon black has i) a second pressure in said at least one heater that is approximately the same as or less than said first pressure first, and ii) the at least one feedstock yielding carbon black has a velocity in said at least one heater that is at least 0.2 m/sec, and the velocity is calculated based on a feed charge density measured at 60°C at 1 atm and the smallest cross-sectional area of a feed load pipeline present in said at least one heater, and where i) is calculated based on the same cross-sectional area in which the feed load moves during the first press and the second press; and supplying the feedstock yielding preheated carbon black to at least one feedstock introduction point to the carbon black reactor, combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least minus the point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream where carbon black is formed in said carbon black reactor; and recovering (eg, quenching) the carbon black in the reaction stream. 63. An apparatus for producing carbon black comprising: a reactor for combining a stream of heated gas and at least one feed charge yielding carbon black to form a reaction stream where carbon black is formed in the reactor ; at least one feedstock supply pipeline for the feedstock supply yielding carbon black to at least one feedstock introduction point to the reactor to combine the feedstock with the heated gas stream; at least one feedstock heater operable to preheat the feedstock yielding carbon black supplied in the supply pipeline from the at least one feedstock to a temperature of at least about 300°C; at least one pump operable to pressurize the feedstock yielding carbon black at a pressure greater than about 1000 kPa before the feedstock is preheated to at least about 300°C and to provide a feedrate rate of the feed load supplied to the feed load heater, at least one of at least 0.2 m/s, where the speed is calculated based on a feed load density measured at 60°C at 1 atm and the the smallest cross-sectional area of a feed load piping present in said at least one heater; and optionally, a quench cooler for quenching the carbon black in the reaction stream; wherein said apparatus is further operable to provide a residence time of feedstock in the at least one feedload heater and in the at least one feedload supply pipeline prior to introduction into the reactor of the preheated feedstock. at least about 300°C which is less than about 120 minutes. 64. The apparatus of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the at least one feed charge heater comprises a heat exchanger operable to heat the feed charge yielding carbon black at an average heat flux greater than about 10 kW/m2. 65. Apparatus of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein at least one heater of a feed load is positioned within the reactor to be contacted by the operable reaction current to heat the feed load to a temperature of at least 300°C. 66. Apparatus of any preceding or following embodiment/feature/aspect wherein the at least one feed load heater is positioned in contact with at least a portion of the reactor operable to heat the feed load to a temperature of at least minus 300°C. 67. Apparatus of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, wherein the at least one feed load heater comprises a heat exchanger disposed within the downstream chiller reactor, wherein said heat exchanger comprises walls adapted to be heated by the reaction stream on their first side and adapted to be contacted by the feed load on an opposite side thereof before the feed load is supplied to at least one supply pipeline, where the feed load is heated to a temperature of at least 300°C in the heat exchanger. 68. The apparatus of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising a heat exchanger for a flowable heat carrier positioned within the reactor to be reaction-current-countable, and the at least one feed load is external to the reactor and operable to exchange heat from the flowable heat carrier which has exited the heat exchanger with the feed load in the feed load heater to heat the feed load to a temperature of at least 300°C . 69. The apparatus of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein the at least one feed charge heater is operable to exchange heat from a reactor waste gas stream to heat the feed charge to a temperature of at least 300°C. 70. The apparatus of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising a plasma heater operable to heat a plasma gas stream that can be heated to provide at least a portion of the heated gas stream. 71. Apparatus of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising non-catalytic surface on walls contacting the feed load of the feed load heater and inner walls contacting the feed load of at least one pipeline supply feedstock, where the surface is non-catalytic with respect to cracking or hydrocarbon polymerization. 72. Apparatus of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising a non-catalytic ceramic coating on the walls contacting the feed load of the feed load heater and inner walls contacting the feed load of at least a supply pipe for the power load. 73. The apparatus of any foregoing or following embodiment/feature/aspect, further comprising at least one purge gas source comprising an oxidant to carbon and at least one purge gas introduction point in the at least a feed load supply line operable to periodically flush the at least one feed load supply line with the purge gas. 74. The apparatus of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said reactor is operable to combine feed load and heated gas stream to continuously form carbon black in the reactor for at least about 12 hours. 75. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said preheating prevents the formation of a vapor film on said at least one heater and/or prior to supplying said carbon black reactor smoke. 76. The method of any preceding or following embodiment/feature/aspect, wherein said preheating and/or said supply is performed in the absence of a leak pressure drop based on steady-state operating conditions. 77. Carbon black formed by the method of any preceding or following embodiment/characteristic/aspect. 78. Carbon black of any preceding or following embodiment/characteristic/appearance, wherein said carbon black has at least a 10% lower amount of PAH compared to a carbon black of the same morphology manufactured in a method without preheating the power supply. 79. Carbon black of any foregoing or following embodiment/characteristic/aspect, wherein said carbon black has a high percentage of PAH MW amount based on the total amount of PAH at least 10% lower compared to a carbon black of the same morphology manufactured in a method without said preheating. 80. A method for producing carbon black, comprising: introducing a stream of heated gas into the carbon black reactor; supplying at least one carbon black yielding feed to the at least one heater; preheating said at least one carbon black yielding feed in said at least one heater at a second temperature greater than about 300°C to provide a preheated carbon black yielding feedstock, wherein ( a) at least one feedstock yielding carbon black has a velocity in said at least one heater that is at least 0.2 m/s and the velocity is calculated based on the feedstock density measured at 60°C in 1 atm and the smallest cross-sectional area of a feed charge pipeline present in said at least one heater and (b) at least one feed charge yielding carbon black exhibits a first feed charge residence time in said heater. at least about 120 minutes; supplying a preheated carbon black-yielding feedstock to at least one carbon black introduction point to the carbon black reactor, wherein said preheated carbon black-yielding feedstock exhibits a second residence time leaving said at least one heater for just before the point of introduction to said carbon black reactor of less than about 120 minutes; and wherein said first feed load residence time and said second feed load residence time combined are 120 minutes or less; wherein said preheat is at a pressure sufficient to prevent the formation of a vapor film on said at least one heater or prior to said supply to said carbon black reactor; combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least one point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream in which the carbon black is formed in said carbon black reactor; and recovering the carbon black in the reaction stream.

A presente invenção pode incluir qualquer combinação destas características ou modalidades acima e/ou abaixo conforme estabelecido nas sentenças e/ou parágrafos. Qualquer combinação das características divulgadas na presente invenção é considerada como parte da presente invenção e não pretende limitar as características combináveis.The present invention may include any combination of these features or embodiments above and/or below as set forth in the sentences and/or paragraphs. Any combination of the features disclosed in the present invention is considered part of the present invention and is not intended to limit the combinable features.

A presente invenção será melhor esclarecida através dos exemplos que se seguem que se destinam a exemplificar a invenção.The present invention will be better illustrated by the following examples which are intended to exemplify the invention.

EXEMPLOSEXAMPLES Exemplo 1Example 1

Uma modelagem com base em computador foi usada para estimar economias de custo em potencial de matérias-primas para duas classificações de negro de fumo (A e B), utilizando temperaturas de carga de alimentação de 215°C, 500°C, e 700°C em um esquema de produção de negro de fumo capaz de operação contínua estável a 500°C e 700°C através das abordagens de controle de incrustações indicadas da presente invenção. O programa de modelagem em computador Aspen Plus foi empregado a modelagem do sistema de processo, utilizando metodologias e premissas para balanços de massa e energia e químicas de reação de acordo com as práticas aceitáveis nas indústrias. O modelo de fluxograma usado para essa modelagem é semelhante ao mostrado na figura 5. A figura 5 mostra o esquema de processo para a Classificação A e uma temperatura pré-aquecida de carga de alimentação de 500°C e esse layout de processo geral de outra forma também se aplica a outras combinações de temperatura de carga de alimentação modelada e Classificações. O esquema do processo mostrado em detalhes na figura 5 é geralmente semelhante ao esquema de processo mostrado na figura 1. Como mostrado na figura 5, a carga de alimentação é aquecida utilizando o calor do fumo do reator de negro de fumo entre um resfriamento brusco inicial e um local de resfriamento brusco secundário. Capacidade de carga de alimentação de calor utilizado no cálculo é mostrada na figura 6. Carga de alimentação foi presumida como sendo não reativo, o efeito de endotermicidade da reação de pirólise não está incluído na capacidade de aquecimento de carga de alimentação. Dois casos com temperaturas pré-aquecidas de carga de alimentação de 500°C e 700°C foram modelados e comparados com os casos de linha de base (215°C pré-aquecimento) para as Classificações A e B.Computer-based modeling was used to estimate potential raw material cost savings for two carbon black grades (A and B) using feed load temperatures of 215°C, 500°C, and 700° C in a carbon black production scheme capable of stable continuous operation at 500°C and 700°C through the indicated fouling control approaches of the present invention. The computer modeling program Aspen Plus was used to model the process system, using methodologies and assumptions for mass and energy balances and reaction chemistry in accordance with acceptable practices in the industries. The flowchart model used for this modeling is similar to that shown in Figure 5. Figure 5 shows the process schematic for Class A and a feed load preheated temperature of 500°C and this general process layout for another shape also applies to other combinations of Modeled Feed Load Temperature and Ratings. The process scheme shown in detail in Figure 5 is generally similar to the process scheme shown in Figure 1. As shown in Figure 5, the feed load is heated using the smoke heat from the carbon black reactor between an initial quench and a secondary quenching location. Heat load capacity used in the calculation is shown in figure 6. Feed load was assumed to be non-reactive, the endothermic effect of the pyrolysis reaction is not included in the load load heating capacity. Two cases with preheated feed load temperatures of 500°C and 700°C were modeled and compared with baseline cases (215°C preheat) for Class A and B.

As cargas de alimentação rendendo carbono líquido aplicáveis às Classificações A e B utilizadas na modelagem foram mistura de óleo de decantação/alcatrão de hulha. As cargas de alimentação líquidas de Classificações A e B tinham as seguintes composições: Óleo de decantação de Classificação A: Valor de aquecimento mais alto [J/kg]: 39.524.446 Análise final [% de massa]: CINZA 0 CARBONO 88,68 HIDROGÊNIO 6,92 NITROGÊNIO 0,31 CLORO 0 ENXOFRE 3,86 OXIGÊNIO 0,23 Classificação B óleo de decantação/alcatrão de hulha Vazão [kg/h]: 3,562 Calor da Formação [J/kg]: 50.692 Valor de Aquecimento mais alto [J/kg]: 39.878.687 Higher Heating Value [J/kg]: 39,878,687 Análise final [% em massa]: CINZA 0 CARBONO 88,62 HIDROGÊNIO 7,40 NITROGÊNIO 0,31 CLORO 0 ENXOFRE 3,44 OXIGÊNIO 0,23 Alcatrão de hulha [% em massa]: 30,0The feedstocks yielding liquid carbon applicable to Grades A and B used in the modeling were settling oil/coal tar blend. Grade A and B liquid feedstocks had the following compositions: Grade A settling oil: Highest heating value [J/kg]: 39,524,446 Final analysis [% by mass]: ASH 0 CARBON 88.68 HYDROGEN 6.92 NITROGEN 0.31 CHLORINE 0 SULFUR 3.86 OXYGEN 0.23 Class B decanting oil/coal tar Flow rate [kg/h]: 3.562 Heat of Formation [J/kg]: 50,692 Highest Heating Value [J/kg]: 39,878,687 Higher Heating Value [J/kg]: 39,878,687 Final analysis [% by mass]: ASH 0 CARBON 88.62 HYDROGEN 7.40 NITROGEN 0.31 CHLORINE 0 SULFUR 3.44 OXYGEN 0, 23 Coal tar [% by mass]: 30.0

As tabelas 2 a 7 mostram os dados brutos utilizados para os cálculos de modelagem para cada classificação de negro de fumo em cada temperatura das temperaturas de pré- aquecimento de 500 °C e 700 °C. Os resultados dos cálculos de modelagem são também apresentados nas Tabelas. Tabela 2 Conteúdo energético de matérias-primas e de negro de fumo nos cálculos de em Aspen Plus

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Tabela 3 (CB Classificação A: Temp. 500°C)
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Tabela 4 (CB Classificação A: Temp . 700°C)
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Tabela 5 (CB Classificação B: Temp. 500°C)
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Tabela 6 (CB Classificação B: Temp. 7000°C)
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Tabela 7
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Tables 2 through 7 show the raw data used for the modeling calculations for each carbon black classification at each temperature of the 500 °C and 700 °C preheat temperatures. The results of the modeling calculations are also presented in the Tables. Table 2 Energy content of raw materials and carbon black in Aspen Plus calculations
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Table 3 (CB Classification A: Temp. 500°C)
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Table 4 (CB Classification A: Temp. 700°C)
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Table 5 (CB Classification B: Temp. 500°C)
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Table 6 (CB Classification B: Temp. 7000°C)
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Table 7
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Tal como demonstrado pelos resultados, a economia de custo de matéria-prima superior a 10% pode ser obtida quando a carga de alimentação é pré-aquecida a 500°C e superior a 20% quando a carga de alimentação é pré-aquecida a 700°C em um modo estável sem incrustações de carga de alimentação, em comparação com o processamento a uma temperatura de carga de alimentação convencional inferior de 215°C. O "Rendimento CB" e alguns outros dos na Tabela 7 empregam a temperatura de carga de alimentação convencional de 215°C como a linha de base (100%) e comparando as cargas de alimentação pré-aquecidas de temperatura mais elevada a essa linha de base. Como indicado, as abordagens de controle de incrustação da presente invenção tornam possível o funcionamento em temperaturas de carga de alimentação mais elevadas tais como, incluindo em operações em escala industrial. Na Tabela 7, a eficiência energética do reator (GER) é definida como uma razão entre o valor de aquecimento do material produzido para a entrada de energia combinada, que inclui valores de aquecimento de carga de alimentação (FS) e de combustível do queimador e ETR de energia elétrica = (HHV-CB)/(HHV-carga de alimentação + HHV-Gás Natural + kWh/kg de Energia Elétrica-CB). Na Tabela 7, estequiometria do queimador é definida como uma porcentagem do fluxo de ar do queimador para o fluxo de ar estequiométrico do queimador (fluxo de ar necessário para a combustão completa do combustível do queimador).As shown by the results, raw material cost savings of more than 10% can be achieved when the feed load is preheated to 500°C and greater than 20% when the feed load is preheated to 700°C. °C in a stable mode without feed load fouling, compared to processing at a lower conventional feed load temperature of 215 °C. The "CB Yield" and some others in Table 7 use the conventional feed load temperature of 215°C as the baseline (100%) and comparing the higher temperature preheated feed loads to this line of base. As indicated, the fouling control approaches of the present invention make it possible to operate at higher feed load temperatures such as, including industrial scale operations. In Table 7, the reactor energy efficiency (GER) is defined as a ratio between the heating value of the produced material to the combined energy input, which includes the feed load (FS) and burner fuel heating values and Electricity ETR = (HHV-CB)/(HHV-power load + HHV-Natural Gas + kWh/kg of Electric Power-CB). In Table 7, burner stoichiometry is defined as a percentage of burner airflow to burner stoichiometric airflow (airflow required for complete combustion of the burner fuel).

Os benefícios estabelecidos neste modelo seriam conseguidos com qualquer negro de fumo, tal como qualquer classificação ASTM, como N100 a N1000 e semelhantes. A modelagem mostrará os mesmos benefícios.The benefits stated in this model would be achieved with any carbon black, such as any ASTM rating such as N100 to N1000 and the like. Modeling will show the same benefits.

Exemplo 2Example 2

Nestes exemplos, nove ensaios foram realizados para demonstrar exemplos de aquecimento da carga de alimentação rendendo de negro de fumo de 70°C a cerca de 500°C usando amostras de cargas de alimentação diferentes, como explicado mais abaixo. Os parâmetros de funcionamento diferentes são apresentados na Tabela 8 e também, o tipo de carga de alimentação utilizada é apresentado na Tabela 8 e os detalhes da carga de alimentação são apresentados na Tabela 9. Como pode ser visto na Tabela 8 seguindo-se a presente invenção, a carga de alimentação rendendo negro de fumo pode ser pré-aquecida a temperaturas na faixa de 500°C ou mais e ainda obter produção bem sucedida e contínua de negro de fumo. No negro de fumo formado a partir dos números de teste 2-5, 8 e 9 foi realizada análise e determinado que o negro de fumo era aceitável para uso comercial como negro de fumo com base na morfologia, pureza e semelhantes. Foi determinado que uma vantagem desses negros de fumo fabricados da presente invenção consistiu nos níveis PAH de negros de fumo que eram da ordem de cerca de 50% menos PAH (em um nível de ppm) que os negros convencionais com a mesma morfologia. Assim, uma vantagem adicional da presente invenção é a capacidade de formar os negros de fumo comercialmente aceitáveis com uma quantidade muito menor de PAH. A determinação do PAH teve como base uma determinação de PAH-20 conforme entendido na técnica.In these examples, nine tests were performed to demonstrate examples of heating the feedstock yielding carbon black from 70°C to about 500°C using samples from different feedstocks, as explained further below. The different operating parameters are shown in Table 8 and also the type of power load used is shown in Table 8 and the details of the power load are shown in Table 9. As can be seen in Table 8 following the present invention, the feedstock yielding carbon black can be preheated to temperatures in the range of 500°C or more and still achieve successful and continuous production of carbon black. On the carbon black formed from test numbers 2-5, 8 and 9 analysis was performed and determined that the carbon black was acceptable for commercial use as a carbon black based on morphology, purity and the like. It was determined that an advantage of these manufactured carbon blacks of the present invention was that PAH levels of carbon blacks were on the order of about 50% less PAH (on a ppm level) than conventional blacks of the same morphology. Thus, an additional advantage of the present invention is the ability to form commercially acceptable carbon blacks with a much smaller amount of PAH. The determination of PAH was based on a determination of PAH-20 as understood in the art.

Como definido adicionalmente na Tabela 8 a seguir, a entrada para "queda na pressão de fuga" indica se a película de vapor e/ou coque se formaram ou estão a ponto de se formarem ou não. Quando uma entrada apresenta "NÃO" isso significa que nenhuma queda de pressão de fuga foi detectada e, de fato, o teste foi considerado um sucesso, uma vez que é produzido negro de fumo comercialmente aceitável, sem coqueificação e nenhuma película de vapor para as tubulações do aquecedor ou tubulações de fornecimento. Quando a entrada para a queda de pressão de fuga apresenta "SIM", esta é uma indicação de que houve uma queda de pressão rápida das condições de funcionamento em estado estacionário durante a fabricação de negro de fumo sendo uma clara indicação de que a película de vapor estava ocorrendo e que a coqueificação no aparelho era inevitável. De fato, no Teste número 1, para confirmar esta compreensão, uma queda de pressão de fuga foi vista no Teste número 1, e, em última forma, na análise das peças do aquecedor de carga de alimentação, o coque foi detectado visualmente nas tubulações de alimentação no aquecedor, o que confirmando a queda de pressão de fuga era uma indicação da formação inevitável de coque.As further defined in Table 8 below, the entry for "drop in leak pressure" indicates whether vapor film and/or coke has formed or is about to form or not. When an inlet reads "NO" it means that no leakage pressure drop was detected and in fact the test was considered a success as commercially acceptable carbon black is produced with no coking and no vapor film for the heater lines or supply lines. When the input for the leakage pressure drop reads "YES", this is an indication that there has been a rapid pressure drop from steady state operating conditions during the manufacture of carbon black and is a clear indication that the carbon black film steam was taking place and that coking in the appliance was unavoidable. In fact, in Test #1, to confirm this understanding, a leak pressure drop was seen in Test #1, and ultimately, in the analysis of the feed charge heater parts, coke was detected visually in the pipelines. heater, which confirming the leak pressure drop was an indication of inevitable coke formation.

Os Exemplos 2-5, 8 e 9 mostram claramente que o negro de fumo pode ser fabricado usando cargas de alimentação em alta temperatura e ainda evitar a formação de película de vapor e coque conduzindo a um produto de negro de fumo comercialmente aceitável.Examples 2-5, 8 and 9 clearly show that carbon black can be manufactured using high temperature feedstocks and still prevent the formation of vapor and coke film leading to a commercially acceptable carbon black product.

Nos Exemplos 1, 6 e 7, onde a queda de pressão de fuga foi identificada e onde ocorreu coqueificação no Teste número 1, pelo emprego da presente invenção, esses testes podem ser ajustados para evitar uma queda de pressão de fuga e, por conseguinte, a formação de película de vapor e/ou coque, ajustando a pressão de entrada de aquecimento ou elevando a pressão de entrada de aquecimento e/ou aumentando a velocidade de entrada de óleo e/ou reduzindo o tempo de residência no aquecedor. Ao elevar a pressão de entrada do aquecedor, por exemplo, 10% ou mais, isto teria um efeito na não formação de vapores no aquecedor durante o pré-aquecimento da carga de alimentação de negro de fumo pré-aquecida. Essencialmente, qualquer combinação de ajuste da pressão de entrada de aquecimento (normalmente através do aumento da pressão), aumento da velocidade de entrada de óleo, e/ou diminuição do tempo de residência pode reduzir formação de vapor e/ou eliminar a formação de vapor e, portanto, evitar uma queda de pressão de fuga.In Examples 1, 6 and 7, where the leakage pressure drop was identified and where coking occurred in Test number 1, by employing the present invention, these tests can be adjusted to avoid a leakage pressure drop and therefore, forming a film of steam and/or coke by adjusting the heating inlet pressure or raising the heating inlet pressure and/or increasing the oil inlet velocity and/or reducing the residence time in the heater. By raising the heater inlet pressure, for example by 10% or more, this would have an effect on not forming vapors in the heater during preheating of the preheated carbon black feedstock. Essentially, any combination of adjusting heating inlet pressure (typically by increasing pressure), increasing oil inlet velocity, and/or decreasing residence time can reduce vapor formation and/or eliminate vapor formation. and therefore prevent a drop in leakage pressure.

Nos exemplos a seguir, nos Exemplos 2-5, 8 e 9, uma melhoria de rendimento de negro de fumo (% em peso) foi alcançada em comparação com negro de fumo fabricado usando uma temperatura de carga de alimentação convencional de 215°C como a linha de base (100%) e comparando-se as cargas de alimentação pré-aquecidas mais altas a essa linha de base. O rendimento de negro de fumo melhorou de 4% a 8% (em peso) nestes exemplos. Além disso, os exemplos da presente invenção forneceram uma economia de energia de 7% a 11% em relação ao negro de fumo fabricado utilizando a temperatura de carga de alimentação convencional de 215°C como a linha de base (100%) e comparando a energia utilizada para as cargas de alimentação pré-aquecidas de temperaturas mais elevadas a essa linha de base. Assim, a presente invenção proporciona um maior rendimento de negro de fumo e utiliza menos energia para obter o mesmo, isso sendo superior aos processos convencionais e também inesperado. Tabela 8

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* Presença de coqueificação confirmada. ** Experimento parou imediatamente para evitar danos ao aquecedor/reator Tabela 9
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In the following examples, in Examples 2-5, 8 and 9, an improvement in carbon black yield (% by weight) was achieved compared to carbon black manufactured using a conventional feed temperature of 215°C as baseline (100%) and comparing the highest preheated feed loads to that baseline. The yield of carbon black improved from 4% to 8% (by weight) in these examples. In addition, the examples of the present invention provided an energy savings of 7% to 11% over carbon black manufactured using the conventional feed load temperature of 215°C as the baseline (100%) and comparing the energy used for preheated power loads from higher temperatures to that baseline. Thus, the present invention provides a higher yield of carbon black and uses less energy to obtain the same, this being superior to conventional processes and also unexpected. Table 8
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* Presence of coking confirmed. ** Experiment stopped immediately to prevent heater/reactor damage Table 9
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Os depositantes incorporam especificamente o conteúdo completo de todas as referências citadas nessa revelação. Além disso, quando uma quantidade, concentração, ou outro valor ou parâmetro for fornecido tanto como uma faixa, faixa preferida ou uma lista de valores mais preferidos e valores menos preferidos, deve ser entendido como especialmente relevando todas as faixas formadas de qualquer par de qualquer limite de faixa superior ou valor preferido e qualquer limite de faixa inferior ou valor preferido, independente se as faixas forem reveladas separadamente. Sempre que uma faixa de valores numéricos for recitada no presente documento, salvo indicação em contrário, a faixa se destina a incluir os pontos de extremidade do mesmo, e todos os inteiros e frações dentro do intervalo. Não se pretende que o âmbito da invenção seja limitado aos valores específicos recitados ao definir uma faixa.Applicants specifically incorporate the complete contents of all references cited in this disclosure. Furthermore, where an amount, concentration, or other value or parameter is given either as a range, preferred range or a list of most preferred values and least preferred values, it is to be understood as meaning especially all ranges formed from any pair of any upper range limit or preferred value and any lower range limit or preferred value, regardless of whether the ranges are revealed separately. Whenever a range of numerical values is recited in this document, unless otherwise stated, the range is intended to include the endpoints thereof, and all integers and fractions within the range. It is not intended that the scope of the invention be limited to the specific values recited when defining a range.

Outras modalidades da presente invenção ficarão claras aos versados na técnica a partir da consideração do presente relatório descritivo e prática da presente invenção revelada no presente documento. Pretende-se que o presente relatório descritivo e os exemplos sejam considerados apenas como exemplares com um verdadeiro âmbito e espírito da invenção sendo indicado pelas reivindicações que se seguem e seus equivalentes.Other embodiments of the present invention will become apparent to those skilled in the art from a consideration of the present specification and practice of the present invention disclosed herein. It is intended that the present specification and examples be considered as exemplary only with the true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims and their equivalents.

Claims (67)

1. Método para a produção de negro de fumo caracterizado pelo fato de que compreende: introdução de uma corrente de gás aquecido em um reator de negro de fumo; fornecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo para pelo menos um aquecedor; pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito pelo menos um aquecedor a uma temperatura superior a 300°C para proporcionar uma carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida, onde (a) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui uma velocidade através do dito pelo menos um aquecedor de cerca de 1,0 m/s ou maior na menor área de seção transversal de uma tubulação de carga de alimentação no dito aquecedor, onde a velocidade é uma velocidade média calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C em 1 atm e (b) pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui um primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor inferior a cerca de 120 minutos; fornecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida tendo dita temperatura superior a 300°C a pelo menos um ponto de introdução da carga de alimentação para o reator de negro de fumo, onde a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida tendo dita temperatura superior a 300°C possui um segundo tempo de residência de carga de alimentação, desde que sai do dito pelo menos um aquecedor para o ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo, inferior a cerca de 120 minutos; e onde o dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação e o dito segundo tempo de residência de carga de alimentação combinados são de 120 minutos ou menos; pelo que formação de película de vapor é controlada no dito pelo menos um aquecedor e antes do dito fornecimento ao dito reator de negro de fumo; combinação de pelo menos a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através do pelo menos um ponto de introdução ao dito reator de negro de fumo com a corrente de gás aquecido para formar uma corrente de reação na qual o negro de fumo é formado no dito reator de negro de fumo; e recuperação do negro de fumo na corrente de reação, e em que o dito negro de fumo é negro de fumo de forno e o dito reator de negro de fumo é um reator de negro de fumo de forno, e a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo possui um ponto de ebulição inicial de cerca de 160°C a cerca de 600°C.1. Method for producing carbon black characterized in that it comprises: introducing a stream of heated gas into a carbon black reactor; providing at least one carbon black yielding feed to the at least one heater; preheating said at least one feedstock yielding carbon black in said at least one heater at a temperature greater than 300°C to provide a preheated feedstock yielding carbon black, wherein (a) at least one feed charge yielding carbon black has a velocity through said at least one heater of about 1.0 m/sec or greater at the smallest cross-sectional area of a feed charge pipeline in said heater, where the velocity is a average velocity calculated based on a measured feed charge density at 60°C in 1 atm and (b) at least one feed charge yielding carbon black has a first feed charge residence time in said heater of less than approx. of 120 minutes; supplying said preheated feedstock yielding carbon black having said temperature greater than 300°C to at least one point of introduction of the feedstock yielding to the carbon black reactor, wherein said feedstock yielding carbon black preheated having said temperature greater than 300°C has a second feed load residence time, provided that said at least one heater leaves said at least one heater to the point of introduction to said carbon black reactor, of less than about 120 minutes ; and wherein said first feed load residence time and said second feed load residence time combined are 120 minutes or less; whereby vapor film formation is controlled at said at least one heater and prior to said supply to said carbon black reactor; combining at least said feedstock yielding preheated carbon black through at least one point of introduction to said carbon black reactor with the heated gas stream to form a reaction stream in which the carbon black is formed in said carbon black reactor; and recovering the carbon black in the reaction stream, and wherein said carbon black is furnace carbon black and said carbon black reactor is a furnace carbon black reactor, and said feedstock yielding carbon black has an initial boiling point of about 160°C to about 600°C. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a possuir uma pressão superior a 1.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.2. Method according to claim 1, characterized in that it additionally comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black so as to have a pressure greater than 1,000 kPa before entering said at least one heater . 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a possuir uma pressão superior a 2.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.3. Method according to claim 1, characterized in that it additionally comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black so as to have a pressure greater than 2,000 kPa before entering said at least one heater . 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão de cerca de 2.000 kPa a 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.A method as claimed in claim 1, characterized in that it additionally comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black at a pressure of about 2,000 kPa to 18,000 kPa before entering said at least one heater. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita velocidade é de pelo menos 1,6 m/s.5. Method according to claim 1, characterized in that said speed is at least 1.6 m/s. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueamento de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer combinação destes.6. The method of claim 1, wherein said feedstock yielding carbon black comprises settling oil, coal tar product, ethylene cracking residue, asphaltene-containing oil, or any combination thereof . 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pré-aquecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende o aquecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito aquecedor que possui um trocador de calor operando a um fluxo de calor médio superior a cerca de 10 kW/m2.A method according to claim 1, characterized in that said preheating of at least one feed charge yielding carbon black comprises heating said feed charge yielding carbon black in said heater having a heat exchanger operating at an average heat flow greater than about 10 kW/m2. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do dito pré-aquecimento ocorre no dito pelo menos um aquecedor que possui calor fornecido, pelo menos parcialmente, pelo calor gerado pelo dito reator de negro de fumo ou outro reator de negro de fumo ou ambos.A method according to claim 1, characterized in that at least a portion of said preheating takes place in said at least one heater that has heat supplied, at least partially, by the heat generated by said black reactor. smoke or other carbon black reactor or both. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro tempo de residência e o dito segundo tempo de residência combinados são inferiores a 60 minutos.9. Method according to claim 1, characterized in that said first residence time and said second residence time combined are less than 60 minutes. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor está em troca de calor com pelo menos uma porção do dito reator de negro de fumo.A method according to claim 1, characterized in that said at least one heater is in heat exchange with at least a portion of said carbon black reactor. 11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor contata a dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo a jusante de um resfriador brusco, em que o dito pelo menos um aquecedor compreende um trocador de calor que possui paredes aquecidas pela dita corrente de reação em um primeiro lado da mesma e contatando a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto da mesma.A method according to claim 1, characterized in that said at least one heater contacts said reaction stream in said carbon black reactor downstream of a flash cooler, wherein said at least one heater comprises a heat exchanger having walls heated by said reaction stream on a first side thereof and contacting said feed charge yielding carbon black on an opposite side thereof. 12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor inclui um trocador de calor que troca calor com a dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo, onde um transportador de calor escoável que flui através do trocador de calor é aquecido, e o transportador de calor aquecido escoável passa através do dito pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para a troca de calor do transportador de calor escoável com a carga de alimentação para aquecer a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 1, characterized in that said at least one heater includes a heat exchanger that exchanges heat with said reaction stream in said carbon black reactor, wherein a flowable heat carrier flowing through the heat exchanger is heated, and the flowable heated heat carrier passes through said at least one heater positioned external to the reactor and operable for exchanging heat from the flowable heat carrier with the feed load to heat said power load yielding carbon black. 13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor é pelo menos parcialmente aquecido com gás residual de negro de fumo do dito reator de negro de fumo ou de um reator de negro de fumo diferente, ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo.Method according to claim 1, characterized in that said at least one heater is at least partially heated with carbon black waste gas from said carbon black reactor or from a different carbon black reactor. , or both, to heat the feedstock yielding carbon black. 14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a provisão de uma superfície não catalítica nas paredes que contatam a carga de alimentação rendendo negro de fumo do dito pelo menos um aquecedor e nas paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao dito reator de negro de fumo, em que a superfície é não catalítica ao craqueamento ou à polimerização de hidrocarbonetos.A method according to claim 1, characterized in that it further comprises providing a non-catalytic surface on the walls that contact the feed load yielding carbon black from said at least one heater and on the inner walls of at least one feedstock supply pipeline that supplies said feedstock yielding preheated carbon black to said carbon black reactor, wherein the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e dito método compreende ainda alimentação periódica de um gás de purga compreendendo um oxidante para carbono através da pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 1, characterized in that said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipe that feeds said carbon black reactor, and said method further comprises periodically feeding a purge gas comprising an oxidant to carbon through the at least one feed charge supply line yielding carbon black. 16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e o dito método compreende ainda a injeção da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao reator de negro de fumo com cintilação pelo menos parcial da carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 1, characterized in that said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipe that feeds said carbon black reactor, and said method further comprises injecting the preheated feedstock yielding carbon black into the carbon black reactor with at least partial scintillation of the feedstock yielding carbon black. 17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e da corrente de gás aquecida no reator de negro de fumo para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas.A method as claimed in claim 1, characterized in that it further comprises combining the feed charge yielding preheated carbon black and the heated gas stream in the carbon black reactor to continuously form carbon black. smoke in the reactor for at least about 12 hours. 18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pré-aquecimento e o dito fornecimento são na ausência de uma queda de pressão de fuga com base nas condições operacionais no estado estacionário.18. Method according to claim 1, characterized in that said preheating and said supply are in the absence of a leak pressure drop based on steady state operating conditions. 19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui uma primeira temperatura abaixo de 360°C ao fornecer ao dito pelo menos um aquecedor; e dito pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito pelo menos um aquecedor ser a dita segunda temperatura de 360°C a 850°C e a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação e dito segundo tempo de residência de carga de alimentação combinados no dito aquecedor de cerca de 10 segundos a cerca de 120 minutos.A method according to claim 1, characterized in that said at least one feed charge yielding carbon black has a first temperature below 360°C when supplying said at least one heater; and said preheating said at least one feedstock yielding carbon black in said at least one heater being said second temperature from 360°C to 850°C and said at least one feedstock yielding carbon black has said first feed charge residence time and said second feed charge residence time combined in said heater from about 10 seconds to about 120 minutes. 20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a possuir uma pressão superior a 2.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.Method according to claim 19, characterized in that it additionally comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black so as to have a pressure greater than 2,000 kPa before entering said at least one heater. . 21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a possuir uma pressão superior a cerca de 3.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.A method as claimed in claim 19, characterized in that it additionally comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black so as to have a pressure greater than about 3,000 kPa before entering said at least a heater. 22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão de cerca de 3.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.A method as claimed in claim 19, characterized in that it further comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black at a pressure of from about 3,000 kPa to about 18,000 kPa before entering said at least minus one heater. 23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a dita velocidade é de pelo menos cerca de 1,6 m/s.23. Method according to claim 19, characterized in that said speed is at least about 1.6 m/s. 24. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueamento de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer combinação destes.24. The method of claim 19, wherein said feedstock yielding carbon black comprises settling oil, coal tar product, ethylene cracking residue, asphaltene-containing oil, or any combination thereof . 25. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito pré-aquecimento da pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende aquecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito aquecedor que possui um trocador de calor operando a um fluxo de calor médio superior a cerca de 20 kW/m2.Method according to claim 19, characterized in that said preheating of the at least one feed charge yielding carbon black comprises heating said feed charge yielding carbon black in said heater having an exchanger of heat operating at an average heat flux greater than about 20 kW/m2. 26. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do dito pré-aquecimento ocorre no dito pelo menos um aquecedor que possui calor fornecido, pelo menos parcialmente, pelo calor gerado pelo dito reator de negro de fumo, ou outro reator de negro de fumo, ou ambos.A method according to claim 19, characterized in that at least a portion of said preheating takes place in said at least one heater that has heat supplied, at least partially, by the heat generated by said black reactor. smoke, or another carbon black reactor, or both. 27. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro tempo de residência e o dito segundo tempo de residência combinados são inferiores a 60 minutos.27. Method according to claim 19, characterized in that said first residence time and said second residence time combined are less than 60 minutes. 28. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor está em troca de calor com pelo menos uma porção do dito reator de negro de fumo.A method according to claim 19, characterized in that said at least one heater is exchanging heat with at least a portion of said carbon black reactor. 29. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor contata a dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo a jusante de um resfriador brusco, em que o dito pelo menos um aquecedor compreende um trocador de calor possuindo paredes aquecidas pela dita corrente de reação em um primeiro lado da mesma e contatando a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto da mesma antes da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 19, characterized in that said at least one heater contacts said reaction stream in said carbon black reactor downstream of a flash cooler, wherein said at least one heater comprises a heat exchanger having walls heated by said reaction stream on a first side thereof and contacting said feed charge yielding carbon black on an opposite side thereof before said feed charge yielding carbon black. 30. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor inclui um trocador de calor que troca calor com a dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo, em que um transportador de calor escoável que flui através do trocador de calor é aquecido, e o transportador de calor aquecido escoável passa através do dito pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para troca de calor do transportador de calor escoável com a carga de alimentação para aquecer a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 19, characterized in that said at least one heater includes a heat exchanger that exchanges heat with said reaction stream in said carbon black reactor, wherein a heat carrier flowable heat exchanger flowing through the heat exchanger is heated, and the flowable heated heat carrier passes through said at least one heater positioned external to the reactor and operable to exchange heat from the flowable heat carrier with the feed load to heat said power load yielding carbon black. 31. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor é pelo menos parcialmente aquecido com gás residual de negro de fumo a partir do dito reator de negro de fumo, ou um reator de negro de fumo diferente, ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 19, characterized in that said at least one heater is at least partially heated with carbon black tail gas from said carbon black reactor, or a carbon black reactor. different smoke, or both, to heat the feedstock yielding carbon black. 32. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, provisão de uma superfície não catalítica nas paredes contatando a carga de alimentação rendendo negro de fumo do dito pelo menos um aquecedor e nas paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao dito reator de negro de fumo, onde a superfície é não catalítica ao craqueamento ou à polimerização de hidrocarbonetos.A method according to claim 19, characterized in that it further comprises providing a non-catalytic surface on the walls contacting the feed load yielding carbon black from said at least one heater and on the inner walls of at least one heater. a feedstock supply pipeline that supplies said feedstock yielding preheated carbon black to said carbon black reactor, where the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 33. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e o dito método compreende ainda a alimentação periódica de um gás de purga compreendendo um oxidante para carbono através da pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method as claimed in claim 19, characterized in that said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline that feeds said carbon black reactor, and said method further comprises periodically feeding a purge gas comprising an oxidant to carbon through the at least one feed charge supply line yielding carbon black. 34. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e o dito método compreende ainda a injeção da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao reator de negro de fumo com cintilação pelo menos parcial da carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 19, characterized in that said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipe that feeds said carbon black reactor, and said method further comprises injecting the preheated feedstock yielding carbon black into the carbon black reactor with at least partial scintillation of the feedstock yielding carbon black. 35. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e da corrente de gás aquecido no reator de negro de fumo para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas.A method as claimed in claim 19, characterized in that it further comprises combining the feedstock yielding preheated carbon black and the stream of heated gas in the carbon black reactor to continuously form carbon black. smoke in the reactor for at least about 12 hours. 36. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui uma primeira temperatura abaixo de 450°C ao fornecer ao dito pelo menos um aquecedor; e o dito pré-aquecimento da dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito pelo menos um aquecedor ser a dita segunda temperatura superior a 450°C e a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui o dito primeiro tempo de residência de carga de alimentação no dito aquecedor de 10 segundos a cerca de 120 minutos.A method as claimed in claim 1, characterized in that said at least one feed charge yielding carbon black has a first temperature below 450°C when supplying said at least one heater; and said preheating said at least one feedstock yielding carbon black in said at least one heater being said second temperature greater than 450°C and said at least one feedstock yielding carbon black having said first feed load residence time in said heater is from 10 seconds to about 120 minutes. 37. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a possuir uma pressão de cerca de 2.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.A method as claimed in claim 36, characterized in that it additionally comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black so as to have a pressure of from about 2,000 kPa to about 18,000 kPa before entering in said at least one heater. 38. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo de modo a possuir uma pressão de cerca de 3.000 kPa a cerca de 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.A method as claimed in claim 36, characterized in that it further comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black so as to have a pressure of from about 3,000 kPa to about 18,000 kPa before entering in said at least one heater. 39. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a pressurização da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão de 4.000 kPa a 18.000 kPa antes de entrar no dito pelo menos um aquecedor.A method as claimed in claim 36, characterized in that it further comprises pressurizing said feed charge yielding carbon black at a pressure of 4,000 kPa to 18,000 kPa before entering said at least one heater. 40. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a dita velocidade é de pelo menos cerca de 1,6 m/s.40. Method according to claim 36, characterized in that said speed is at least about 1.6 m/s. 41. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende óleo de decantação, produto de alcatrão de hulha, resíduos de craqueamento de etileno, óleo contendo asfalteno, ou qualquer combinação destes.41. The method of claim 36, wherein said feedstock yielding carbon black comprises settling oil, coal tar product, ethylene cracking residue, asphaltene-containing oil, or any combination thereof . 42. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito pré-aquecimento de pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo compreende o aquecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo no dito aquecedor que possui um trocador de calor operando a um fluxo de calor médio de cerca de 20 kW/m2 a cerca de 150 kW/m2.A method according to claim 36, characterized in that said preheating of at least one feed charge yielding carbon black comprises heating said feed charge yielding carbon black in said heater having a heat exchanger operating at an average heat flow from about 20 kW/m2 to about 150 kW/m2. 43. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do dito pré-aquecimento ocorre no dito pelo menos um aquecedor que possui calor, pelo menos parcialmente, fornecido pelo calor gerado pelo dito reator de negro de fumo, ou outro reator de negro de fumo, ou ambos.A method as claimed in claim 36, characterized in that at least a portion of said preheating takes place in said at least one heater that has heat, at least partially, provided by the heat generated by said black reactor. smoke, or another carbon black reactor, or both. 44. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro tempo de residência e o dito segundo tempo de residência combinados são inferiores a 60 minutos.44. Method according to claim 36, characterized in that said first residence time and said second residence time combined are less than 60 minutes. 45. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor está em troca de calor com pelo menos uma porção do dito reator de negro de fumo.A method according to claim 36, characterized in that said at least one heater is exchanging heat with at least a portion of said carbon black reactor. 46. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor contata a dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo a jusante de um resfriador brusco, em que o dito pelo menos um aquecedor compreende um trocador de calor, possuindo paredes aquecidas pela dita corrente de reação sobre um primeiro lado da mesma e contatando a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo em um lado oposto da mesma antes da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 36, characterized in that said at least one heater contacts said reaction stream in said carbon black reactor downstream of a flash cooler, wherein said at least one heater comprises a heat exchanger having walls heated by said reaction stream on a first side thereof and contacting said feed charge yielding carbon black on an opposite side thereof before said feed charge yielding carbon black. 47. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor inclui um trocador de calor que troca calor com dita corrente de reação no dito reator de negro de fumo, onde um transportador de calor escoável que flui através do trocador de calor é aquecido, e o transportador de calor aquecido escoável passa através do dito pelo menos um aquecedor posicionado externo ao reator e operável para a troca de calor do transportador de calor escoável com a carga de alimentação para aquecer a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 36, characterized in that said at least one heater includes a heat exchanger that exchanges heat with said reaction stream in said carbon black reactor, wherein a flowable heat carrier that flowing through the heat exchanger is heated, and the flowable heated heat carrier passes through said at least one heater positioned external to the reactor and operable for exchanging heat from the flowable heat carrier with the feed load to heat said load power supply rendering carbon black. 48. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um aquecedor é pelo menos parcialmente aquecido com gás residual de negro de fumo a partir do dito reator de negro de fumo, ou de um reator de negro de fumo diferente, ou ambos, para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 36, characterized in that said at least one heater is at least partially heated with carbon black tail gas from said carbon black reactor, or from a carbon black reactor. of different carbon, or both, to heat the feedstock yielding carbon black. 49. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a provisão de uma superfície não catalítica nas paredes contatando a carga de alimentação rendendo negro de fumo do dito pelo menos um aquecedor e nas paredes internas de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que fornece a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida ao dito reator de negro de fumo, em que a superfície é não catalítica ao craqueamento ou à polimerização de hidrocarbonetos.A method as claimed in claim 36, characterized in that it further comprises providing a non-catalytic surface on the walls contacting the feed load yielding carbon black from said at least one heater and on the inner walls of at least one heater. at least one feedstock supply pipeline that supplies said feedstock yielding preheated carbon black to said carbon black reactor, wherein the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 50. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e o dito método compreende ainda a alimentação periódica de um gás de purga que compreende um oxidante para carbono através da pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method according to claim 36, characterized in that said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline that feeds said carbon black reactor, and said method further comprises periodically feeding a purge gas comprising an oxidant to carbon through the at least one feed load supply line yielding carbon black. 51. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dito fornecimento compreende a alimentação da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida através de pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação que alimenta o dito reator de negro de fumo, e o dito método compreende ainda a injeção da carga de alimentação rendendo de negro de fumo pré-aquecida no reator de negro de fumo com cintilação pelo menos parcial da carga de alimentação rendendo negro de fumo.A method as claimed in claim 36, characterized in that said supply comprises feeding said feedstock yielding preheated carbon black through at least one feedstock supply pipeline that feeds said carbon black reactor, and said method further comprises injecting the preheated carbon black-yielding feedstock into the carbon black reactor with at least partial scintillation of the carbon black-yielding feedstock. 52. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, a combinação da carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida e da corrente de gás aquecido no reator de negro de fumo para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos cerca de 12 horas.A method as claimed in claim 36, characterized in that it further comprises combining the feed charge yielding preheated carbon black and the stream of heated gas in the carbon black reactor to continuously form carbon black. smoke in the reactor for at least about 12 hours. 53. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito fornecimento de dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo a dito pelo menos um aquecedor é em uma primeira pressão superior a 1.000 kPa e possui dita primeira temperatura abaixo de 400°C; e onde (a) a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui uma segunda pressão no dito pelo menos um aquecedor que é aproximadamente a mesma ou inferior a dita primeira pressão, tal como calculado com base na presunção da mesma área de seção transversal que a da carga de alimentação percorre durante a primeira pressão e a segunda pressão.A method according to claim 1, characterized in that said supply of said at least one feed charge yielding carbon black to said at least one heater is at a first pressure greater than 1,000 kPa and has said first temperature below 400°C; and wherein (a) the at least one feedstock yielding carbon black has a second pressure in said at least one heater that is approximately the same as or less than said first pressure, as calculated based on the assumption of the same section area transversal that the feed load travels during the first press and the second press. 54. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui dita primeira temperatura inferior a 300°C ao fornecer a dito pelo menos um aquecedor em uma primeira pressão superior a 1.000 kPa; e em que a pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo possui i) uma segunda pressão no dito pelo menos um aquecedor que é cerca da mesma ou menor que a dita primeira pressão e em que i) é calculada com base na mesma área de seção transversal na qual a carga de alimentação se desloca durante a primeira pressão e a segunda pressão; e em que o dito fornecimento da dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a uma temperatura superior a 300 °C na dita pressão controla formação de película de vapor no dito pelo menos um aquecedor e antes do dito fornecimento ao dito reator de negro de fumo.A method as claimed in claim 1, characterized in that said at least one feed charge yielding carbon black has said first temperature less than 300°C by supplying said at least one heater at a first pressure greater than 1000 kPa; and wherein the at least one carbon black yielding feedstock has i) a second pressure in said at least one heater that is about the same or less than said first pressure and wherein i) is calculated based on the same area cross-section in which the feed load moves during the first press and the second press; and wherein said supply of said feedstock yielding carbon black preheated to a temperature greater than 300°C at said pressure controls vapor film formation in said at least one heater and prior to said supply to said steam reactor. smoke black. 55. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo pré-aquecida a uma temperatura superior a 300 °C está em uma pressão suficiente para controlar formação de película de vapor no dito pelo menos um aquecedor e antes do dito fornecimento ao dito reator de negro de fumo.A method according to claim 1, characterized in that said feedstock yielding carbon black preheated to a temperature greater than 300°C is at a pressure sufficient to control vapor film formation in said at least one heater and prior to said supply of carbon black to said reactor. 56. Aparelho para a produção de negro de fumo através do método conforme definido na reivindicação 1, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: um reator para a combinação de uma corrente de gás aquecido e pelo menos uma carga de alimentação rendendo negro de fumo para formar uma corrente de reação em que o negro de fumo é formado no reator; pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação para o fornecimento de carga de alimentação rendendo negro de fumo a pelo menos um ponto de introdução de carga de alimentação para o reator para combinar a carga de alimentação com a corrente de gás aquecido; pelo menos um aquecedor de carga de alimentação operável para pré-aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo fornecida na pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos cerca de 300°C; pelo menos uma bomba operável para pressurizar a carga de alimentação rendendo negro de fumo a uma pressão superior a cerca de 1.000 kPa antes da carga de alimentação ser pré-aquecida a pelo menos cerca de 300°C e para proporcionar uma velocidade de carga de alimentação da carga de alimentação fornecida no pelo menos um aquecedor de carga de alimentação de cerca de 1,0 m/s ou maior, em que a velocidade é calculada com base em uma densidade de carga de alimentação medida a 60°C a 1 atm e na menor área da seção transversal de uma tubulação de carga de alimentação presente no dito pelo menos um aquecedor; e um resfriador brusco para o resfriamento do negro de fumo na corrente de reação; em que o dito aparelho é adicionalmente operável para fornecer um tempo de residência de carga de alimentação, no pelo menos um aquecedor de carga de alimentação e na pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação antes da introdução no reator da carga de alimentação pré-aquecida a pelo menos cerca de 300°C, que é inferior a cerca de 120 minutos, em que o dito pré-aquecimento evita formação de película de vapor no dito pelo menos um aquecedor, e em que o dito negro de fumo é negro de fumo de forno e o dito reator de negro de fumo é um reator de negro de fumo de forno, e a dita carga de alimentação rendendo negro de fumo possui um ponto de ebulição inicial de cerca de 160°C a cerca de 600°C.56. Apparatus for producing carbon black by the method as defined in claim 1, the apparatus characterized in that it comprises: a reactor for combining a stream of heated gas and at least one feed charge yielding carbon black to form a reaction stream in which carbon black is formed in the reactor; at least one feedstock supply pipeline for the feedstock supply yielding carbon black to at least one feedstock introduction point to the reactor to combine the feedstock with the heated gas stream; at least one feedstock heater operable to preheat the feedstock yielding carbon black supplied in the at least one feedstock supply pipeline to a temperature of at least about 300°C; at least one pump operable to pressurize the feedstock yielding carbon black at a pressure greater than about 1000 kPa before the feedstock is preheated to at least about 300°C and to provide a feedrate rate of the feed load supplied to the at least one feed charge heater of about 1.0 m/s or greater, where the velocity is calculated based on a feed charge density measured at 60°C at 1 atm and the smallest cross-sectional area of a feed load pipeline present in said at least one heater; and a blast chiller for cooling the carbon black in the reaction stream; wherein said apparatus is further operable to provide a feedload residence time in the at least one feedload heater and the at least one feedload supply pipeline prior to introduction into the reactor of the prefeedload -heated to at least about 300°C, which is less than about 120 minutes, wherein said preheating prevents vapor film formation on said at least one heater, and wherein said carbon black is black of furnace carbon and said carbon black reactor is a furnace carbon black reactor, and said feedstock yielding carbon black has an initial boiling point of about 160°C to about 600°C . 57. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que pelo menos um aquecedor de carga de alimentação compreende um trocador de calor operável para aquecer a carga de alimentação rendendo negro de fumo em um fluxo de calor médio superior a cerca de 10 kW/m2.57. Apparatus according to claim 56, characterized in that the at least one feed charge heater comprises a heat exchanger operable to heat the feed charge yielding carbon black at an average heat flux greater than about 10 kW/m2. 58. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação é posicionado dentro do reator para ser contatado pela corrente de reação operável para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C.58. Apparatus according to claim 56, characterized in that the at least one feed load heater is positioned within the reactor to be contacted by the operable reaction current to heat the feed load to a temperature of at least 300°C. 59. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação está posicionado em contato com pelo 18/20 menos uma porção do reator operável para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C.59. Apparatus according to claim 56, characterized in that the at least one feed load heater is positioned in contact with at least a portion of the reactor operable to heat the feed load to a temperature of at least 300°C. 60. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação compreende um trocador de calor posicionado no interior do reator a jusante do resfriador brusco, em que o dito trocador de calor compreende paredes adaptadas para serem aquecidas pela corrente de reação em um primeiro lado das mesmas e adaptadas para serem contatadas pela carga de alimentação em um lado oposto das mesmas antes da carga de alimentação ser fornecida à pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação, em que a carga de alimentação é aquecida a uma temperatura de pelo menos 300°C no trocador de calor.60. Apparatus according to claim 56, characterized in that the at least one feed load heater comprises a heat exchanger positioned within the reactor downstream of the blast chiller, wherein said heat exchanger comprises walls adapted to be heated by the reaction stream on a first side thereof and adapted to be contacted by the feed load on an opposite side thereof before the feed load is supplied to the at least one feed load supply pipeline, wherein the feed load is heated to a temperature of at least 300°C in the heat exchanger. 61. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, um trocador de calor para um transportador de calor escoável posicionado dentro do reator para ser contatável pela corrente de reação, e o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação é externo ao reator e operável para troca de calor do transportador de calor escoável que saiu do trocador de calor com a carga de alimentação no aquecedor de carga de alimentação para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C.61. Apparatus according to claim 56, characterized in that it additionally comprises a heat exchanger for a flowable heat carrier positioned within the reactor to be contactable by the reaction current, and the at least one charge heater The feed stream is external to the reactor and operable to exchange heat from the flowable heat carrier that has exited the heat exchanger with the feed load in the feed load heater to heat the feed load to a temperature of at least 300°C. 62. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um aquecedor de carga de alimentação é operável para trocar calor a partir de uma corrente de gás residual do reator para aquecer a carga de alimentação a uma temperatura de pelo menos 300°C.62. Apparatus according to claim 56, characterized in that the at least one feed load heater is operable to exchange heat from a reactor waste gas stream to heat the feed load to a temperature of at least 300°C. 63. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, um aquecedor de plasma operável para aquecimento de uma corrente de gás aquecida por plasma para proporcionar pelo menos uma porção da corrente de gás aquecido.Apparatus as claimed in claim 56, further comprising a plasma heater operable for heating a plasma heated gas stream to provide at least a portion of the heated gas stream. 64. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma superfície não catalítica nas paredes contatando a carga de alimentação do aquecedor de carga de alimentação e nas paredes internas contatando a carga de alimentação da pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação, em que a superfície é não-catalítica ao craqueamento ou à polimerização de hidrocarbonetos.64. Apparatus according to claim 56, characterized in that it additionally comprises a non-catalytic surface on the walls contacting the feed load of the feed load heater and on the inner walls contacting the feed load of the at least one feed load supply piping, where the surface is non-catalytic to cracking or hydrocarbon polymerization. 65. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, um revestimento cerâmico não catalítico nas paredes contatando a carga de alimentação do aquecedor de carga de alimentação e nas paredes internas contatando a carga de alimentação da pelo menos uma tubulação de fornecimento da carga de alimentação.65. Apparatus according to claim 56, characterized in that it additionally comprises a non-catalytic ceramic coating on the walls contacting the feed load of the feed load heater and on the inner walls contacting the feed load of at least a supply pipe for the power load. 66. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, pelo menos uma fonte de gás de purga que compreende um oxidante para carbono e pelo menos um ponto de introdução de gás de purga na pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação operável para periodicamente purgar a pelo menos uma tubulação de fornecimento de carga de alimentação com o gás de purga.66. Apparatus according to claim 56, characterized in that it additionally comprises at least one purge gas source comprising an oxidant for carbon and at least one purge gas introduction point in the at least one pipeline. load supply line operable to periodically purge the at least one load supply line with the purge gas. 67. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o dito reator é operável para combinar carga de alimentação e corrente de gás aquecido para formar continuamente negro de fumo no reator durante pelo menos 12 horas.67. Apparatus according to claim 56, characterized in that said reactor is operable to combine feed load and heated gas stream to continuously form carbon black in the reactor for at least 12 hours.
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